Masteroppgaver i teknologi 2014

Transkript

1 Masteroppgaver i teknologi 2014 Andresen, Live Næss (R.K. Ramstad) Utvikling av kartprodukter for fremstilling av setningsutfordringer i urbane områder med eksempel fra Majorstua i Oslo. I denne masteroppgaven er det utarbeidet kartprodukter som viser geologi og grunnvannsforhold på Majorstua i Oslo. Disse produktene kombineres med informasjon om bebyggelse slik at det er mulig å lokalisere bygninger som er i fare for setningsskader. Oppgaven retter et særlig fokus på 1800-talls murgårdsbebyggelse. Gjennom oppgaven er det utarbeidet et dybde til fjell-kart som viser at 2 murgårdsbygninger trolig står delvis på fjell og delvis på treflåter i løsmassene talls murgårdsbebyggelse ble fundamentert på treflåter dersom det ikke var fjell ved kjellergulvet (ca. 3 meter under terrenget). Ved grunnvannssenkning og setninger vil den delen av murgården som er fundamentert på treflåter synke. Det vil skape ustabilitet og skader på bygningen. Analyser av grunnvannets variasjoner er gjennomført med målinger fra 43 poretrykksmålere på Majorstua. De tidligste målingene er fra 1973, og de siste fra Det er et utviklet kart over estimerte variasjoner i poretrykk i to mindre områder. Det er i tillegg laget og analysert grafer for alle poretrykksmålerne. Resultatet viser at variasjoner i poretrykk i størst grad er knyttet til menneskelig påvirkning. Dette viser at det er viktig å overvåke grunnvannet i nærheten av setningsutsatt bebyggelse på Majorstua ved arbeid eller anlegg i grunnen. Områdets geologi er presentert gjennom 9 kvartærgeologiske profiler. Alle profilene viser at området domineres av leire. Ved grunnvannssenkning er leire svært setningssensitivt. Dybde til fjell-kartet viser at det i den sørvestlige delen av studieområdet er opp til 47 meters dyp til fjell. Her er det forutsetninger for store setninger. Men oppgaven har ikke påvist at det foregår skjevsetninger. Skjevsetninger, og påfølgende skader, skjer der setningshastigheten er ujevn langs en bygning. Colosseum kino er i den dypeste delen av studieområdet. Tidligere gjennomførte InSAR-undersøkelser av Dehls og Nordgulen (2004) viser at Colosseum kino sank 10 cm i løpet av 10 år ( ). Denne størrelsen er ikke funnet gjennom poretrykksanalysene i denne oppgaven. Derfor anbefales det at de utviklede produktene brukes i kombinasjon med InSAR-teknologi for å kunne skaffe presise setningsrater. Masteroppgaven er gjennomført i samarbeid med Undergrunnsprosjektet i Oslo Kommune. Poretrykksdatabasen og Undergrunnsarkivet til Oslo kommune er benyttet som datagrunnlag. Til dybde til fjell-kartet har i tillegg boringer som er registrert i NADAG blitt benyttet. NADAG er en nasjonal geoteknisk database som driftes av Norges Geologiske Undersøkelse. Bryntesen, Rikke Nornes (B. Brattli) Laboratory investigation on salt migration and its effect on the geotechnical strength parameters in quick clay mini-block samples from Dragvoll. Investigations of the effect of salt diffusion as ground improvement of quick clay is important to provide a clear understanding of the method, to be able validate the potential of commercial use. Previous extensive investigations by laboratory work has been carried out. Laboratory investigations of salt migration lead to extended storage time for the clay samples, as diffusion in clays is considered a slow process. The objective of the work is to analyze the effect of KCl diffusion in relation to potentialweathering and storage effects. The effect is analyzed in the laboratory with regards to both geotechnical properties, variations in ph and salinity. A literature study of previous findings related to salt migration and storage effects on both geotechnical properties and geochemistry, is also considered. A series of mini block samples are submerged in cells containing deaired, ionized water and deaired, KCl solution. The samples are stored in the cell in a time period from 42 to 102 days. The samples are investigated in the laboratory to provide results relating to undisturbed and remoulded strength parameters, compressibility and general geotechnical properties. ph and salinity is also recorded. The findings are compared to a detailed depth profile of reference parameters, from a previous investigation done on mini block samples from the same bore hole. Tests are also carried out in sections throughout thewater and salt treated clays, to map changes with regard to the time dependent diffusion and weathering. The results indicated a general increase in peak undrained shear strength for the samples stored in KCl solution, approximately 50% of the observed general increase is also observed in the clay stored in water. A minor increase of plasticity limit is seen in both the water and salt treated samples. The comparison between sections for each sample 1

2 show no clear deviations between the sections. Further, results from the salt migrated samples confirmthe findings from previous investigations. The samples are to some extent effected by weathering, in particular the peak undrained shear strength resulting from triaxial tests. However, the geotechnical properties observed after salt migration are changed to such an extent that the clay show a completely different behavior. The same distinct change is not observed in the clays only exposed to potential weathering. The comparability between the samples are however, considered to be relatively low due to inhomogeneity in the soil profile and varying storage time prior to testing and cell installation. Loss of samples during sampling also lead to occasional large distance in depth, between the compared results. Dahle, Torstein Jørgensen (K.K. Panthi) Study on the development of pumped storage hydropower project at Snåsa. An increasing power demand and a transition towards more renewable energy sources have led to an increasing development of wind farms. Wind farms produce unregulated power which may not be available when it is needed. Pumped storage power plants can have a stabilizing effect of the power grid as well as increase the utilization of the wind power by using surplus power to store water and produce power from this water when needed. The two lakes Ytter-Bangsjøen and Snåsavatnet is suited for a pumped storage power plant. With the construction of a 1 km low dam the magazine capacity is increased to 260 mill m3 and a head of m. The water tunnels that s need constructing will have a total length of 6.5 km which because of good rock quality and topography can be unlined. A review of the topographic and geological conditions was done for the area, and the underground elements was located and orientated on basis of these findings in the area. The headrace and tailrace tunnel was optimized towards an economical optimum, based on net present value and given values for the power price. The selected tunnel profile and the power cavern were simulated with the finite element software Phase2 to investigate the stability of the openings. Results showed that only a 70 m stretch of limestone needs support. The construction costs was calculated using NVE cost base for hydropower plants and gave a cost of 1122 mill NOK. For calculating profitability a series of sale power prices was set, and for each value a corresponding maximum buy price that gave a positive NPV was found. The result gave an equation that found the price variation in the power market to be too small for the project to be profitable from operating solely on the power market, and should rely on buying surplus wind power. Finnøy, Agnethe Hoff (B. Nilsen) Analysis of Potential Problems Related to Water Inflow for TBM tunneling at Røssåga Hydropower Project. The new headrace tunnel at the water power station at Røssåga will be constructed with TBM and the project will thereby have Norway s first TBM-tunnel since The tunnel is located in Nordland with a lot of calcareous rock types and the risk of encountering karst and water inflow is therefore present. It has therefore been performed an engineering geological evaluation of the possible water problems in the headrace tunnel. The analysis is based on a review of the possibility of meeting karst in the tunnel, review and discussion of experiences with former tunnel projects in karst areas for both international projects and projects from Nordland, and a review of the engineering geological conditions at Røssåga. Possible methods for detecting karst during pre-investigations and during construction have been discussed. Karst ground is very complex ground to investigate. The focus during pre-investigation should therefore be on providing enough information to be able to predict the ground conditions so appropriate planning for the tunnel construction can be done. Surface mapping of karst features and boreholes in critical sections can be possible methods for predicting karst at tunnel level. Since karst is difficult to predict before excavation it is important that investigation during construction is performed. Probe drilling during excavation is a possible method for detecting karst, but karst can be difficult to reveal also with this method. A review of the possibility of encountering karst has been performed. Karst can occur in almost all rock types that are calcareous. For the headrace tunnel this means that karst can occur in limestone, marble, calcareous skarn, mica schist and mica gneiss. Karst is observed in some places along the tunnel alignment and has occurred in tunnels in the same geological region, but from the information that is now available it is not possible to conclude with whether karst will occur or not in the tunnel. It is necessary to perform more investigations to give a more certain answer to this. What can be 2

3 said for sure is that the possibility of karst in the area is present and some sections along the tunnel have higher probability of encountering karst than the others. This is taken into consideration in the prognosis. A prognosis has been performed for the possibility of encountering water inflow in the tunnel. The tunnel is divided into four sections and evaluated on a scale of: Very small, Small, Moderate, Large and Extremely Large possibility of encountering water inflow. The evaluation is done with respect to the possibility of encountering karst and the other engineering geological conditions that can lead to water inflow. One section with marble is evaluated to have Large possibility of water inflow and a section with mica schist is evaluated to Moderate possibility. The two last sections consist of different rock types and are evaluated to have Low and Low-Moderate possibility. The largest amount of water inflow is expected to be in relation to karst. The amount of water inflow that can occur if karst is encountered is very uncertain, but experiences indicate that extremely large water inflow can occur. Small to moderate water inflow along the tunnel alignment can occur though open joints and in weakness zones. Possible consequences of karst for the construction of the TBM-tunnel are discussed with respect to water inflow. An open TBM is used at Røssåga. The TBM can stand a lot of water and it is a water pump available. The most likely consequence for water inflow into the tunnel will be poor working conditions with muck and water spreading out in the working area. Water inflow can cause instable conditions and difficulty with installing rock support. An open TBM, which are used at Røssåga, is particular sensible to these conditions because the machine does not have a shield and is open to the rock mass in the working area. Implementation of measures against water inflow is time consuming and will hamper the progress of the TBM. Measures against karst and water inflow can be probe drilling and implementing preinjection if karst is detected. This is recommended as a method for stopping water inflow, also for TBM. In the TBM-tunnel at Røssåga only one probe hole will be drilled in the tunnel face at the time. The possibility of detecting karst with one probe hole is small. It is recommended that more investigations is performed to reveal critical sections with respect to karst and that more thorough probe drilling will be performed in these sections. In this way a good balance is maintained between progress of the tunnel and the investigations. Also more drill hammers can be installed, to be able to perform probe drilling more efficiently. Generally, it is important to have planned measures against all possible eventualities, and that the necessary equipment is available and staff with experience from similar conditions. Galloway, Scott Michael (C.C. Li) Proposed Best Practice Implementation of Phase2 during the Design of Underground Structures. Herfindal, Kaisa Kristina (K.K. Panthi) Sammenheng mellom for-injeksjon og bergmassekvalitet i jernbanetunneler på Farriseidet-Porsgrunn prosjektet. Store deler av fremtidige tunnelprosjekter innen samferdsel i Norge er forventet å være lokalisert i tettbebygde strøk. Det vil medføre strenge krav til tetthet for vanninstrømninger. I disse tilfellene vil et godt injeksjonsarbeide være helt essensielt for å gjennomføre et vellykket prosjekt. Hensikten med oppgaven er å undersøke om det finnes noen sammenheng, og i så fall hva slags, mellom forbruk av injeksjonsmasser, bergkvalitet og brukt trykk i injeksjonsarbeidet. Dersom det er mulig å finne en sammenheng kan det åpne for flere muligheter til å planlegge forbruket av injeksjonsmasser og unngå overforbruk. Det vil være viktig da injeksjonsarbeid er et dyrt element i tunneldriving. For å undersøke dette er det hentet ut informasjon om kartlagt bergmassekvalitet, i form av Q-verdier, forbruk av injeksjonsmasser og oppnådd trykk for injeksjonsskjermene i Skillingsmyr- og Eidanger tunnel på jernbaneprosjektet Farriseidet-Porsgrunn. Disse faktorene er satt opp mot hverandre for å undersøke om det er noen korrelasjon. Resultatet av undersøkelsene har ikke gitt noen tydlige korrelasjoner mellom bergmassekvalitet og forbruk av injeksjonsmasser. Det er imidlertid registrert tendenser til store forbruk ved lave Q-verdier, noe som antas å være på grunn av intenst oppknust bergmateriale. Det er også registrert en tydelig variasjon i forbruket av injeksjonsmasser for ulike bergarter. I denne undersøkelden, et større forbruk i sandstein enn larvikitt. I undersøkelsen av trykkets påvirkning på masseforbruket er det funnet en vag logaritmisk korrelasjon, der høyere trykk gir større forbruk. Denne sammenhengen er brukt til å kategorisere forbruket av injeksjonsmasser i 6 klasser, avhenging av trykket. 3

4 Hopland, Agathe Alsaker (T.H. Bargel) Geologiske og hydrologiske forhold som gjev fare for jordskred. Med eksempel frå Øverkil I Nord-Trøndelag. Denne masteroppgåva ser teoretisk nærmare på faktorar som påverkar stabilitet i skredområde, og utløysingsmekanismar for grunne jordskred og flaumskred. To hus på Øverkil i Stjørdal kommune i Nord-Trøndelag fekk bygningskadar på grunn av jordskred i fluvialt materiale i mars mars blei ein garasje totalskadd, noko som førte til evakuering og stenging av E14. Ingen personar kom til skade. 28. mars blei naboen til den fyrste skredet råka av eit nytt jordskred. Hundegarden som ligg tett inntil hovudhuset blei knust, og bebuarane evakuerte. Ingen dyr eller menneske kom til skade. Ei vurdering av aktuelle sikringstiltak for å redusere og avgrense skadeomfanget ved eventuelle seinare hendingar blir presentert. Kvartærgeologisk kartlegging og tolking av geologisk historie over området er framstilt, i tillegg til beskriving av eit sikringstiltak som blei ferdigstilt i desember 2013 på eit av nabohusa til hendingane. Til slutt presenterar oppgåva resultat frå feltarbeid, laboratoriefunn og 14 C-datering. Skredet på Stuggubakken skjedde på grunn av fjerning av skog og forvitra topplag. Laget under topplaget fungerte som eit glideplan når all nedbøren kom, i tillegg til at helinga ned mot huset er ca. 55. Det ganske klart fram at det har gått leirskred i bekken som demma opp vatnet og førte til dambrot ved Sandstad skredet. Dette er ei skummel ravine som bør sikrast skikkeleg sidan huset til Bonslet ligg so nært utløpsområdet. I tillegg vil E14 være utsett for jordskred i nedbørsperiodar. Her vil det ganske sannsynleg kome fleire jordskred. Itumbo, Musa Ryoba (S.J. Lippard) 2D Petroleum System Modeling of the Mandawa Basin, Southern Coastal Tanzania. Khan, Shafqat Ullah (A. Mørk) Jurassic Reservoir Distribution and Environment of Deposition across Eastern Part of Johan Sverdrup Field, South Viking Graben, North Sea. Kvalvik, Yngvild Solberg (T.H. Bargel) Jordskredkartlegging 2011 og 2013 i Veikledalen, Nord-Fron kommune. Langåker, Margrete Øie (B. Nilsen) Joberget tunnel Analysis of stability and support design for tunneling in soil. The Norwegian Public Roads Administration (NPRA) is planning a construction of a new road tunnel, Joberget tunnel in the Granvin Municipality of western Norway. Approximately 80 m from the southwestern entrance of the tunnel will be excavated, partly in soil and partly in rock. Soil tunneling will be performed in this section instead of excavation of large open cuts, to avoid difficult work conditions, landslide hazards and severe landscape interventions. Sweco Norge AS in cooperation with the Austrian company ic Consulenten from Austria are contracted to consult the soil tunneling section of Joberget tunnel. This thesis is a continuation of a project assignment carried out in 2013 and analyses stability and support design of Joberget soil tunnel, based on empirical and numerical methods. Empirical studies of Joberget soil tunnel include a study of experiences with soil tunneling and a rock mass classification based on the Q- and RMR-system. The importance of additional support in soil tunneling is due to instability of tunnel face, unsupported span and water leakage is revealed in this study. The pipe umbrella primary support method, providing reinforcement of tunnel heading, is found favorable when tunneling in similar ground condition as is present at Joberget. The numerical analysis is performed with a two-dimensional finite element method in Phase2. Evaluation of the total displacement is used to investigate the stability of the proposed design of Joberget soil tunnel, in both cross section and longitudinal section. The pipe umbrella support method is simulated by an improved material layer which shows the supporting effect of the pipe umbrella. Additionally, numerical analyses reveal that subdivision of face, short round lengths and installation of permanent support immediately after excavation are favourable during soil tunneling. The greatest limitation in numerical modelling is the reliability of the input parameters. Hence, a parameter study on moraine properties and field stresses is carried out. Young s Modulus, E is found to be the most sensitive parameter. To 4

5 supplement the estimation of E, triaxial testing on the moraine material is performed. The reducing effect of water onto material strength is demonstrated by the triaxial test and the numerical analysis. With a well prepared drainage plan, careful excavations and additional support measures such as the pipe umbrella method, soil tunneling in Joberget is considered to be feasible. However, the stability analyses include several simplifications and uncertainties. A detailed follow-up and monitoring during tunneling is therefore important to verify the model and to find the required support. Langås, Christine (S.L. Ellefmo) Testing og evaluering av EVA-baserte sprøytbare membraner for permanent vanntett tunnelkledning med sprøytebetong for veg- og jernbanetunneler. Det har oppstått et stort behov for å modernisere norske tunneler. Blant annet etterlyses det vann- og frostsikringsløsninger som skal ivareta moderne funksjonskrav. Masteroppgaven tar for seg permanent vanntett tunnelkledning med sprøytbar membran og sprøytebetong. Den er en videreføring av fordypningsprosjekt fra høsten Oppgaven er todelt i så måte at den skal ivareta hensynet til både moderne funksjonskrav og de krav som må stilles til tunnelkledning med sprøytbar membran i Norge. Oppgaven har resultert i en anbefalt prøvingsmetodikk med akseptkriterier for sprøytbare membraner i tunnelkledning. Denne er basert på en lastmodell som beskriver laster som påvirker tunnelkledningen, og på eksperimentelt arbeid gjennomført i 2013 og våren Lastmodellen er orientert spesielt mot norske berg- og klimaforhold, for både veg- og jernbanetunneler. Det eksperimentelle arbeidet har på bakgrunn av lastmodellen rettet seg mot testing av elastisitet, korttids- og langtids-strekkfasthet og skjærstyrke, samt også undersøkelse av virkningen av frost- og fuktpåkjenning. Eksternt er det også blitt gjennomført analyse av polymerandel. To EVA-membraner har blitt testet: Masterseal 345 fra BASF og Tekflex DS-W fra Orica. I prøvingsmetodikken er det anbefalt akseptkriterier for sprøytbare membraner. Det er foreslått krav om 100 % elastisitet, 0,5 MPa for strekkfasthet og minimum 104 lastvekslinger med 10 kpa maksimal strekkspenning, uten brudd i membran og uten reduksjon av strekkfasthet til under 0,5 MPa. For skjærstyrke er det foreslått krav om 1 mm deformasjon før brudd oppstår. Fra elastisitetstestingen av frosne membranprøver er det vist at temperatur ved membran i kledning ikke bør være lavere enn -3 oc. Fra TGA-undersøkelser og sammenlikning med andre resultater, er det forslått å kreve membraner med 70 % polymerandel for å bevare gunstige materialtekniske egenskaper. Det foreslås også at det gjennomføres feltundersøkelser med fuktmålinger av membran og betong i tunneler der sprøytbar membran skal benyttes. Det er også utarbeidet, med bakgrunn i prøvingsmetodikken og hensynet til moderne funksjonskrav, et forslag til håndboktekst for Statens vegvesen. Forslaget er tenkt å være en del av Håndbok R510 Vann- og frostsikring i tunneler. I tillegg er det foreslått et enkelt prosjekteringsforslag for tunnel med sprøytbar membran og sprøytebetong som permanent vanntett tunnelkledning. Larsen, Maylen (K. Aasly) Gravity and magnetic separation of sulphides from the Akselberg calcite marble. Lawton, Marcus Fritzøe (E. Grøv) Nytt løp ved Oslofjorden ved bruk av TBM som drivemetode. Excavation of a second tube for the Oslofjord tunnel using TBM. Det planlagte nye løpet ved Oslofjordtunnelen blir prosjektert for driving med boring og sprengning. Samtidig finnes det mye data fra drivingen av dagens løp som gir et godt grunnlag for å lage en sammenligning av driving med TBM og boring og sprengning. En gjennomgang av grunnlagsdata samt undersøkelser gjort i forbindelse med planlegging av nytt løp viser at omtrent 80 % av bergmassen langs tunnelen ligger i bergmasseklasse A/B, noe som ikke nødvendigvis er de gunstigste forholdene for TBM driving. Samtidig er det flere svakhetssoner langs traseen der TBM kan vise seg å ha en fordel. Flere TBMer som finnes på markede i dag kan være aktuelle for driving av et nytt løp. Basert på datagrunnlaget i denne oppgaven vil en ACT TBM være det mest aktuelle. Dette er en prototype utviklet av robbins som har en rekke fordeler i forhold til bruk i norske forhold. Analyse av Hurumsonen viser at en vil kunne drive gjennom med TBM, men at det råder større usikkerhet ved dette alternativet en konvensjonell driving. Dette er en mer fleksibel løsning og en har bedre tilgang til bergmassen dersom 5

6 noe går galt. Samtidig viser erfaringer at så lenge en TBM er godt forberedt på de relevante forholdene vil dette kunne vise seg å være en bedre løsning. Prognosemodeller for tid og kostnad viser at for Oslofjordtunnelen vil konvensjonell drift være noe billigere, samtidig som tidsforbruket vil være tilnærmet likt. En ser allikevel at for den undersjøiske delen er forskjellene mindre, noe som indikerer at for lengre undersjøiske tunneler kan TBM være er økonomisk løsning. Oppgaven viser at et nytt løp ved Oslofjordtunnelen ikke nødvendigvis vil ha store besparelser ved driving med TBM. Samtidig kan TBM oppnå gode inndrifter dersom forholdene ligger til rette for dette. Spesielt ved lange undersjøiske tunneler kan dette være fordelaktig. En ser og at der tung sikring gjennom svakhetssoner er nødvendig kan en TBM medbetongsegmenter vise seg å være en raskere og mer økonomisk løsning enn full utstøpning. En burde derfor gjøre en grundig sammenligning ved fremtidige undersjøiske prosjekter da det godt kan tenkes at TBM vil være det gunstigste alternativet. Løkken, Stian Andre (E. Grøv) CO 2-lagring i dedikerte bergrom. Reduksjon av CO 2-utslipp er et tema som opptar svært mange og dermed investeres det mye penger i forskning og utvikling av ny og mer energieffektiv teknologi. Et av disse områdene er fangst av CO 2. Norcem har et pågående pilotprosjekt i Brevik hvor fire forskjellige teknologier skal fange CO 2-utslipp fra sementproduksjon. Hvis en av teknologiene fungerer som ønsket i småskala testing kan det bli aktuelt å installere et storskala anlegg for videre fangst. Skulle dette være tilfellet vil det være behov for alternativer til lagring av CO 2. Med tanke på de store utslippene som kommer fra sementproduksjonen hos Norcem vil det være behov for betydelig lagringskapasitet. Det beste alternativet vil da sannsynligvis være mellomlagring i et dedikert bergrom før videre transport til permanent lagring offshore. Siden Norcem har en stor gruve tilgjengelig, kan det være gode muligheter for omgjøring av en gruvegang til å lagre CO 2. Bergmassen i gruven har gode forutsetninger da den er av god kvalitet, ikke for høye eller lave bergspenninger og med forholdsvis lite innlekkasje av vann, der det har vært problemer er det blitt injisert. Gruvegangene har relativt god stabilitet med bra sikring i form av pilarer. De områdene hvor det har vært problemer med stabilitet er det utført bergsikring. For at det skal være lønnsomt å lagre CO 2 er det nødvendig å komprimere ned til et nivå hvor mest mulig kan lagres. For å oppnå en lønnsomhet ved lagring av CO 2 må det lagres ved væskefase. Den beste metode for å oppnå dette i kalkstein er ved nedfrysing av bergrommet da en vanngardin kan oppløse kalkstein samtidig som en reaksjon med CO 2 kan akselerere denne oppløsningen. Det er et naturlig grunnvannstrykk rundt gruven på omtrent 11.5 bar, noe som betyr at det må fryses ned til under C for å oppnå væskefase. Ved lagring av LPG, LNG og propan fryses det ned til omtrent -40 C, slik at erfaringen fra lignende situasjoner er til stede. Mengden sikring som anbefales er basert på bruk av Q-metoden. På bakgrunn av god bergmasse havnet bergrommet i sikringsklasse 3 for heng og 2 for vegg. Anbefaling for taket er systematisk bolting og fiberarmert sprøytebetong, mens for vegg anbefales spotbolting. Ved hjelp av nedfrysing økes stabiliteten og kvaliteten på bergmassen, samtidig beskytter det bergsikringen mot korrosjon slik at det ikke blir noen form for svekkelse i sikringen og levetiden økes betraktelig. For suksessfull nedfrysing er det nødvendig med injeksjon rundt hele bergrommet for å senke permeabiliteten. De tre alternativene gir forskjellige lagringskapasiteter, der alternativ 1 gir mest volum per krone. Problemene for dette alternativet er at bunnen ikke har samme høyde i alle områder av bergrommet som gjør at det kan samle seg vann i en del av gruvegangen. Samtidig blir det vanskelig å spre det nedkjølte produktet ut i gruven tilstrekkelig til å fryse ned bergmassen likt i alle områder. Alternativ 2 har høyest totalkostnader og størst volumkapasitet, men krever mer tid. Samtidig kan størrelsen være større enn behovet til Norcem. Alternativ 3 har lavest totalkostnader, men høyest kostnad per m3 lagringsvolum. Samtidig har det lavest totalvolum, men nok til å dekke ca. 2 måneder med utslipp fra Norcem. I tillegg vil det være litt mer isolert fra den andre delen av gruvegangen. Lagring av CO 2 i dedikerte bergrom er en løsning som virker å kunne være realistisk å utføre ved Dalen gruve i fremtiden, men dette er avhengig av andre faktorer også. Som et fungerende kvotesystem for utslipp som gir et økonomisk incentiv til fangst og lagring, transport system til permanente lager etc. Av de tre alternativene virker alternativ 3 som det mest realistiske med tanke på totalkostnad, i tillegg gir det en viss fleksibilitet med at det kan utvides ved å bygge om en del til av gruvegangen ved behov. 6

7 Maganza, Neema Ernest (S.J. Lippard) Petroleum System Modelling of Onshore Mandawa Basin Southern, Tanzania. Martinelli, Erik (S.L. Ellefmo) Om dagbruddsveggen ved Elkem Tana. Myhre, Susanne Halvorsen (B. Nilsen) Holmestrandtunnelen. Ingeniørgeologisk analyse av stabilitet og sikring for tunneldriving gjennom løsmasser. I forbindelse med modernisering av Vestfoldbanen har Jernbaneverket bygget ny dobbeltsporet tunnel mellom Holm i Sande og Nykirke i Re. Ved den sørligste entreprisen ble det overraskende oppdaget et ca. 60 m langt problemområde med løsmasser i store deler av den planlagte tunnelhengen. Denne rapporten inneholder en sikrings- og stabilitetsanaylse for tunnelen gjennom løsmasseområdet, basert på Jernbaneverkets utførte sikring med rørparaply og stålbuer, samt et alternativt sikringsvalg med forbolter og gitterbuer. Den empiriske analysen er i hovedsak basert på Q-systemet og bygger på tilgjengelig data mottatt av Jernbaneverket som omfatter blant annet grunnundersøkelser og kartleggingsdata. Den numeriske analysen er gjort i 2D modelleringsprogrammet Phase 2. Da rørparaply eller forbolter ikke er et direkte sikringsvalg i programmet er disse modellert med stegvis innlagte sikringstrykk og forbedring av geologisk materiale, der sistnevnte representerer injisert materiale. Tilgjengelig data for oppbygning av modellen er blant annet mottatte sikringstegninger, resultater fra utførte grunnundersøkelser og laboratorietester av tilgjengelig materiale, samt relevant litteratur. På bakgrunn av analysene er det gjort en vurdering av forbolter som alternativt sikringsvalg for rørparaply, samt en vurdering av rørparaplyens begrensninger og anvendbarhet for fremtidig løsmassedrift i Norge. Begge sikringsalternativene ble vurdert som tilstrekkelig for tunnelstabiliteten og ga maksimale bergmassedeformasjoner på mm-skala. Rørparaplyen så imidlertid ut til å gi noe lavere deformasjoner enn forboltene, noe som kan komme av at rørparaplyen er lengre og kanskje dermed bedre i stand til å hindre deformasjonsutvikling foran stuff. Løsmasser med høyt vanninnhold virker begrensende for anvendbarheten av rørparaply som drivemetode, da modelleringen viste at instabiliteten økte med økende vanninnhold. På bakgrunn av dette virker det også vesentlig for stabiliteten at man ved injeksjon får opprettet en impermeabel barriere av injeksjonssement og geologisk materiale. Et usikkert injeksjonsresultat er dermed også antatt å være en begrensning for rørparaplyens anvendbarhet. Det virker vesentlig at overnevnte tas i betraktning ved vurdering av rørparaply som metodevalg for fremtidig drift av løsmassetunneler i Norge. Nordbrøden, Hallvard H. (K.K. Panthi) Experimental and Numerical Assessment and the Hydrogeological Behaviour of the Soil-Rock Interface. Experimental and Numerical Assessment of the Hydrogeological Behaviour of the Soil-Rock Interface is written by Hallvard Haugen Nordbrøden. It is a master s thesis written at the Department of Geology and Mineral Resources Engineering at the Norwegian university of Science and Technology (NTNU) in Trondheim, Norway. It is written in cooperation with Norwegian Geotechnical Institute (NGI) in Oslo. In total there are 116 pages excluding appendixes. Constructing underground excavations may affect the groundwater balance in an area. The effects of this may influence on both tunnel stability and life time, and settlement on the surface. In geotechnical engineering, knowledge about water transportation is good. The mechanisms for water transport in soils +are throughout described in numerous publications. For rock masses behaviour of water is more unpredictable because it follows fractures and weakness zones. There is little knowledge about the behaviour of the water transport over the interface between the two matters. This thesis is addressing these topics with special regard on the infiltration over the soil-rock interface. Slug tests in the field and a layered 1D model of soils in the laboratory are executed and simulated using the numerical software Seep/W from the GeoStudio suite. By the simulation of these cases, it is showed that continuous models can simulate water propagation between different materials. Large scale models with and without excavations are created with emphasis on realistic cases, different rock mass and tunnel depths. These are simulated and evaluated throughout. The findings are that this approach to estimate water flow over interfaces proves promising as the results from the large scale models are found realistic. By further evaluation of the found data and more investigations on the laboratory test, 7

8 results the creation of new improved large scale models can be done. If based on and compared with results from previous real life cases it is thought that the models and methodology of this thesis is promising and a good approach. Pedersen, Anja Hammernes (S.L. Ellefmo) Large-Scale Underground Mining in Tromsdalen. With focus on dimensioning and design of stopes and pillars. The objective of this thesis is to estimate the stope dimensions for a future underground mine in Tromsdalen, Verdal. Additionally, the most favourable orientation of the stopes and possible stope layouts will be assessed. Initially, surface mapping was conducted and geotechnical features such as joint orientations, roughness, aperture and weathering were registered. The rock mass quality was assessed using the RMR and Q-system, and the results conclude a rock mass of fair to good quality. The surface mapping of the discontinuities in Tromsdalen founds the basis for evaluation of possible wedge failures in the stopes. The author has completed a small wedge analysis in Unwedge. This concludes that the largest stability issue is found in the roof of the stopes. Various layout options are assessed against safety, criteria from Verdalskalk AS, and economic viability. It is concluded that longhole drilling or simultaneous blasting of benches are the best options. The stope dimensions were assessed with the help of numerical analyses in Phase 2. Two vertical cross-sections through the mine was analysed. The following stope dimensions are evaluated: length m, width 30 m, height 50 m. The rib and crown pillars were tested for a thickness of 15 m, which is considered unstable. An increase in the pillar thickness is advised, and a 3D analysis of the problem is recommended to get a more accurate image of the situation. The dimension of the stopes are most likely viable, but the author cannot recommend any final dimensions due to insufficient data. The orientation of the stopes are based on the principle of orienting the longitudinal axis of the stope in close proximity to the bisection line of the largest angle of intersection between the two major joint sets. This results in the most favourable stope orientation being approximately 298 NW. The author has also conducted a minor literature study regarding Norwegian underground mines. This was in order to gather information about their mine solutions which can be used as a basis for comparison in the authors investigation of large-scale underground mining in Tromsdalen. In conclusion, to better assess the stability of the rock mass and decide a final design of the underground mine, stress measurements have to be conducted. The application and knowledge about rock stresses in a mining area is of great importance for the development of the mine design. Pettersen, Martin Dyhrberg (K.K. Panthi) Stability assessment of underground parking cavern in Hammerfest. Rørheim, Atle (M.B.E. Mørk) Sedimentology of the upper Åre - lower Tilje formations with emphasis on lateral variations based on selected wells at the Halten Terrace, Mid-Norway. Formation boundaries are applied in seismic interpretations, well planning, exploration and reservoir modelling. Welldefined formation transition boundaries will help improve geological models and benefit the communication across the different fields of expertise working within a petroleum company. The formation transition boundary from the Åre Formation to the Tilje Formation has been picked differently from field to field. For example the facies representing the upper most Åre Formation on the Smørbukk Field is equivalent to the lowermost Tilje Formation on the Heidrun Field. A specific and mutually picked transition surface of the Åre and Tilje Formation, will help improve the understanding of the development of the formations, both on a regional and field scale. Core descriptions from seven wells covering the transition interval from the Åre Formation to the Tilje Formation of the B at Group have been made, respectively from the Smørbukk Field (6506/12-K-3H, 6506/11-5 S and 6506/11-4 ST2), the Lavrans Field (6406/2-1 and 6406/2-4 SR) and the Njord Field (6407/7-1 S and 6407/7-4). Wireline logs from same seven wells used for the core descriptions and an additional five wells were used to interpret, correlate and register lateral changes in the transition surface from the Åre Formation to the Tilje Formation, from the Smørbukk Field in the north to the Njord Field in the south of the Halten Terrace, offshore Mid-Norway. The formation transition from the Åre Formation to the Tilje Formation is represented by a regressive surface of marine erosion at the base of the Tilje Formation across the Halten Terrace. The erosive lower boundary and high sand content at the base of the Tilje Formation, can be identified in cores, and in the wireline logs by a sharp and rapid decrease in the gamma ray log, and a cross over in the NPHI-RHOB combination log from a mud-separation to a sand-separation. The 8

9 top of the Åre Formation is not uniform across the Halten Terrace, and the lateral change is especially noticeable in the Njord Field compared with the other wells used in this study. Seemakurti, Naga Venkata Satush (K.K. Panthi) Stability Assessment of the Underground Caverns for the Etalin Hydroelectric Project, India. Selmer, Ann-Kristin (C.C. Li) Estimating the roughness factor using Lidar scanning system. Comparison of tunnel surfaces before and after applied shotcrete. This thesis gives a suggestion of a method for extracting the roughness factor for estimating the sprayed concrete volume in tunnel applications. The determination of the roughness factor today is based on experience and is usually done by guessing or based on the roughness factor used in the previous blasted round. This study includes creating a look-up-chart which could enable the contractor and engineer to have a better foundation and documentation on why the roughness factor is chosen as it is. This is performed by using LiDAR scanning system and using the LiDAR data from the rock mass surface from a water cavern close to Lillestrøm in Norway. A comparison of the LiDAR data and the hand mapped data is performed, regarding special features in the rock mass, such as geometry, major structures and weakness zones. The LiDAR data display the true surface of the rock mass and visualizing geometry is possible with the LiDAR model. Measurements of the generated profiles in the cavern have been performed on selected areas extracting roughness factor between the rock mass surface and the sprayed concrete surface. Calculating the roughness factor using profile length is a cumbersome method to use due to the holes in the data. It is recommended that the Lidar model is as watertight as possible and this requires more precise processing of the data. The calculated average roughness factors have been correlated to the corresponding Q-value, the RQD/ -quotient, RQD and the joint set number. From the results of the correlation it is suggested to use the Q-value and the joint set number as a basis for the look-up-chart. Generally the results indicate that the roughness factor increases with decreasing Q- value. In addition it could be seen that the roughness factor value increased with approximately 0,2 for every increasing value of the joint set number. It must be emphasized that this is a suggestion based on only one test site. The method used to find the roughness factor is recommended evaluated. It may be possible that large scale roughness requires a larger roughness factor to meet the requirement of minimum sprayed concrete thickness. Further studies are necessary. Skogstad, Ole Hartvik (B. Nilsen) Ingeniørgeologisk analyse med vurdering av alternative trasévalg for tunnel E6 Håggå Skjerdingstad. Detaljert forundersøkelse. Sollie, Inger Lise ( B. Nilsen) The Håkåneset rockslide, Tinnsjø. Stability analysis of a potentially rock slope instability. The Håkåneset rockslide is located on the west shore of Lake Tinnsjø (191 m.a.s.l), a fjordlake stretching 32 km with a SSE-NNW orientation in Telemark, southern Norway. The instability extends from 550 m.a.s.l. and down to approximately 300 m depth in the lake, making up a surface area of 0.54 km 2 under water and 0.50 km 2 on land. The rockslide comprises an anisotropic metavolcanic rock that is strongly fractured. Five discontinuity sets are identified with systematic field mapping supported by structural analysis of terrestrial laser scan (TLS) data. These are interpreted as gravitationally reactivated inherited tectonic structures. At the northern end the instability is limited by a steep south-east dipping joint (JF3 (~133/77)) that is one direction of a conjugate strike slip fault set (JF3, JF2 (~358/65)). Towards the south the limit to the stable bedrock is transitional. A back scarp is defined by a north-east dipping J1 (~074/59) surface that is mapped out at 550 m.a.s.l. Kinematic analysis indicates that planar sliding, wedge sliding and toppling are feasible. However, because the joint sets are steeply dipping these failure mechanisms can only occur for small rock volumes and are limited to steep slope sections only. Large scale rock slope deformation can only be justified by assuming deformation along a combination of several anisotropies. This assumption is based on the presence of the ~50-65 degrees NE dipping J1 and the up to 19 degrees NNE dipping foliation, making bi-planar sliding a feasible mechanism in case of a massive failure of the entire slope instability. Numerical modelling using Phase 2 support assumption of bi-planar failure and indicate that significant rock damage by retrogressive failure mechanism is most likely for a stepped development of a basal sliding surface. The modeling results indicate that this sliding surface may daylight at a depth of ~100 m in the lake. By sensitivity tests for 9

10 groundwater and different joint- and rock mass properties it is assumed that the instability is, besides the main structures, controlled principally by topography and rock strength conditions. Solås, Lars Andreas (B. Brattli) Frosttekniske egenskaper for frostsikringsmaterialer og effekt av ulike frostsikringsmetoder. Telehivskader er et kjent problem på norske veger og medfører forringet kjørekomfort og unødvendige ekstrakostnader i form av rehabilitering. På bakgrunn av dette ble det i 2011 satt ned en ekspertgruppe som skulle se på årsaker til telehiv på nybygde veier og foreslå mottiltak. Det ble i dette arbeidet avdekket mangler i dagens kunnskap om hvordan ulike materialparametre innvirker på bla. frostmotstand og telehiving. Med utgangspunkt i de nye retningslinjene fra ekspertgruppen er det i oppgaven sett nærmere på egenskaper knyttet til grenseverdiene for finstoffinnhold i et frostsikringslag av sand, grus og stein (hhv. pukk). Det er i tillegg vurdert frostsikringeffekt av skumglass, geonett, pukk og utkiling. For å kunne se nærmere på egenskaper til og effekten av frostsikring er det utført feltundersøkelser på fylkesveg 26 (Fv26) i Tverrelvdalen og Fv452 i Meløy. Begge veiene har tidligere hatt telehivproblemer før de ble utbedret i 2011/2012. Utbedringene har bare delvis vært vellykkete og for begge vegene er det rapport telehiving i etterkant. I oppgaven gis det innledningsvis en bakgrunn for mekanismene til telehiv. Deretter følger en sammenligning av materialkravene til land med frost/teleproblemer. Det er så presentert generell info om vegene samt bakgrunnsdata for metoder benyttet i oppgaven. Til innsamling av data er det utført ViaPPS-, Georadar- (GPR), GPS-målinger og oppgraving av veg. Under oppgraving er det gjort prøvetaking, oppmåling og visuelle observasjoner. Prøvematerialet er transportert til laboratorium ved NTNU hvor kornfordeling, finstoffinnhold, mineralogi og vanninnhold er funnet. Data fra lab og feltarbeid er sammenstilt før resultatene er analysert. Til slutt er effekten av de ulike frostsikringtiltakene vurdert. For Fv26 er det utført GPS-målinger langs syv strekninger. Målingene er først gjort på sommeren, før de samme punktene er innhentet på slutten av vinteren og den vertikale høydeforskjellen kan avleses. Dette gir mulighet for å vurdere effekten av de ulike frostsikringstiltakene. På Fv26 er det i tillegg gjort en oppgraving hvor vegen er frostsikret med pukk. Det var videre planlagt oppgraving ved utkiling av skumglass og stikkrenner, men det utgikk siden entreprenør hadde glemt å søke om gravemelding. Ved Fv452 er det utført fire oppgravinger hvor det er frostsikret med pukk. Det er rapportert om telehiv for tre av oppgravings-lokalitene, mens den fjerde er et referanselag. For Fv452 var det i tillegg planlagt GPS-målinger langs tre strekninger som er frostsikret med skumglass og pukk, men pga. dårlige mottaksforhold var ikke det mulig å få nøyaktige nok målinger. På bakgrunn av sammenstilt data er det konkludert med følgende: Geonett ser ikke ut til å ha effekt på telehiving. Prøver fra pukklagene er funnet til å tilfredsstille kravene Håndbok 018 (Hb018) har til finstoffinnhold, men det er observert egenskaper som tilsier at kravene muligens bør strammes inn. For frostsikring med pukk er det ikke alltid slik at finstoffinnholdet korrelerer med vanninnholdet. Beregninger av tykkelse for frostsikringslag i Hb018 gis ved frostmengder, og det tas ikke hensyn til at frostdybden kan variere pga. ulikt vanninnhold. Kravene til tykkelse av skumglass i Hb018 er sammenlignet med telehiv-målinger i felt og vist seg å ha tilstrekkelig effekt mot frostnedtrengning. Svyatkovskiy, Alexey (M.B.E. Mørk) Upper Paleozoic Carbonate Buildups of the Timan-Pechora Basin, the Sverdrup Basin and the Barents Sea as Potential Reservoirs of the Arctic. The main objective of this work was to study the three Arctic Provinces: the Timan-Pechora Basin, the Sverdrup Basin and the Barents Sea, and make a comparison between them with a focus on the Paleozoic sediments and their potential as reservoirs based on published literature. The Upper Paleozoic carbonate reefal structures of the Timan-Pechora Basin have been proven as good reservoirs for hydrocarbon accumulation, while similar carbonate buildups of the Sverdrup Basin and the Barents Sea are still considered to be prospective. All the three provinces were at similar latitudes in Late Paleozoic time; and they included similar paleoenvironment with similar biota that were the main constructors of the carbonate buildups. However, considering the reservoir potential, another important process must be taken into account diagenesis. Paleozoic carbonate buildups in the selected provinces experienced prolonged or repeated periods of subaerial exposure that resulted in leaching, karstification and dolomitization, which are processes that enhance the porosity. It can be concluded that the Paleozoic carbonate reefal structures are important targets for future petroleum exploration in the Arctic. 10

11 Tandberg, Maren Kristine (B. Nilsen) Utvikling av prøvingsmetodikk, og prøving av frostbestandighet for sprøytebetong til vanntett permanent tunnelkledning i moderne veg- og jernbanetunneler. Todnem, Siri (B. Nilsen) Rogfast, analyse av TBM-driving gjennom svakhetssone med fokus på skvising. E39 Rogfast mellom Randaberg og Bokn vil bli verdens lengste undersjøiske veitunnel og Norges dypeste undersjøiske tunnel. I denne masteroppgaven er det blitt foretatt en analyse av TBM-driving gjennom en utvalgt svakhetssone på Rogfast med fokus på skvising. Hovedfokuset har vært på de bergmekaniske parameterne, analyse av deformasjonsforløp og installasjon av sikring med TBM for å bestemme gjennomførbarheten av TBM-driving gjennom sonen. I tillegg har det blitt gjort en vurdering av hvordan driving av to parallelle løp vil påvirke spenningskonsentrasjonen. For å bestemme de bergmekaniske parameterne som er anvendt i analysen er det utført følgende laboratorieundersøkelser av materialet fra kjerneboringer: enaksiell trykkfasthet, frisvelling, XRD-analyse og kornfordelingskurve. I tillegg har kjerneprøvene blitt klassifisert med Q- og GSI-verdi. Deformasjonen er analysert ved bruk av numerisk modellering og empiriske og semi-analytiske metoder. Rennfast og T-forbindelsen er to tunnelprosjekter som ligger i nærheten av Rogfast, og som har lignende geologi. Basert på erfaringer fra disse to tunnelprosjektene er det fare for svelling og skvising. Resultatet fra modelleringen indikerer en maksimal deformasjon på 0,46 m 54 m bak stuff. Ved 3,7 m bak stuff er deformasjonen på 0,2 m i svakhetssonen. Med utgangspunkt i at en TBM vanligvis ikke kan installere sikring før 4-5 bak stuff og normalt takler maksimalt 0,2 m deformasjon, blir TBM-alternativet mindre aktuelt. Drives det med overcut og en ombygget TBM med mulighet for å installere sprøytebetong over skjoldet, noe som tidligere har blitt utført i forbindelse med driving av Gotthard Base Tunnel, vil det trolig være mulig å drive gjennom svakhetssonen med TBM. Ved driving av to parallelle tunnelløp med 15 m avstand vil spenningskonsentrasjonen øke i løp nummer én når løp nummer to graves ut. Deformasjon ut fra modellering tilsier ekstreme skvisingproblemer. Det vil derfor være nødvendig å sikre løp nummer én med mer sikring enn det som estimeres ut fra bergmassekvaliteten. Ullah, Hanif (A. Mørk) Building a geological reservoir model in the North Sea. Vasstein, Silje Marie (B. Brattli) Numerisk modellering av hydrogeologiske forhold i Tromsdalsfyllingen, Troms. «Numerisk modellering av hydrogeologiske forhold i Tromsdalsfyllingen» er en masteroppgave skrevet av Silje Marie Vasstein våren Masteroppgaven er skrevet i forbindelse med faget TGB4935 Miljø- og hydrogeologi, masteroppgave, ved Institutt for geologi og bergteknikk ved NTNU. Oppgaven er på totalt 145 sider. Tromsdalsfyllingen er et nedlagt kommunalt avfallsdeponi i Tromsdalen, Tromsø kommune. Deponiet ble avsluttet på slutten av 1990-tallet, og det er antatt at det siden da har lekket miljøgifter ut fra deponiet. Fylkesmannen i Troms har pålagt Tromsø kommune å utrede miljørisiko og vurdere om deponiet tilfredsstiller akseptkriterier for aktuelt arealbruk. Masteroppgaven er ment som et bidrag til Tromsø kommune og Norconsult AS, for å oppnå bedre forståelse om hvordan spredning av forurensning til Tromsøysundet inntrer. Numerisk modellering i Visual MODFLOW, med motoren SEAWAT-2000, viste at grunnvannsstrømningen i Tromsdalsfyllingen er påvirket av tidevannsvariasjoner. I Tromsø varierer tidevannet med omtrent 2 m. Ved å sette inn en varierende grensebetingelse i modellen, ble en sirkulasjonssone i grensen mellom ferskvann og saltvann observert. Sirkulasjonssonen finner sted ved høyvann. Analyseresultater av hydraulisk ledningsevne fra prosjektoppgaven (Vasstein 2013), viser at naturlige masser ved fyllingskanten er sandige masser med god sortering. Denne type masse vil ha god permeabilitet, og det kan derfor antas at forurensninger vil spres gjennom disse massene og ut i Tromsøysundet i den sirkulerende sonen. Numeriske modelleringer viste i tillegg at grunnvannsstrømningene i Tromsdalsfyllingen også er sterkt påvirket av drenerende masser som er anlagt under vann- og avløpsrør. Ved simulering av nedsetting av en permeabel reaktiv barriere ved strandkanten, ble tidevannspåvirkningene kraftig redusert, og grunnvannsnivå til brønn NGU3 nærmeststrandkanten ble mindre. Simuleringene viste at grunnvannet vil strømme under barrieren som ble definert ned til fast fjell på -18 m. 11

12 Analyseresultater fra miljøtekniske undersøkelser utført av Norconsult AS i september 2013 viste en merkbar nedgang i kjemikaliekonsentrasjoner i forhold til analyser utført av NGU i Analyseresultater fra grunnvannsbrønner nærme strandkanten viser betydelig lavere konsentrasjoner enn analyseresultater lengre inn i fyllingen. På grunn heterogene fyllingsmasser og få observasjonsdata, var det vanskelig å oppnå en god korrelasjon mellom observerte og kalkulerte grunnvannsmålinger. Dette er en følge av begrenset tid, og på grunn av store problemer med programvaren. Simuleringsresultater må tolkes i lys av at de foreligger som et kompromiss mellom numerisk forenkling og naturlig kompleksitet. Vestad, Magni Larsen (K.K. Panthi) Analysis of the Deformation Behavior at the Underground Caverns of Neelum Jhelum HPP, Pakistan. Many risks and challenges are associated with large scale underground projects. Stability issues are typically related to high stresses around the opening. Excavations will change the existing stress regime in the ground, inducing tangential stresses around the periphery of the underground opening. Failure of the rock mass will occur if induced stresses exceed the strength of the rock mass. In weak and deformable rocks, the process of failure may present as plastic deformation, better known as squeezing. Squeezing can be described as the time-dependent inward movement of the rock material towards the opening when subjected to tangential stress (Panthi, 2006). The squeezing phenomenon was reviewed in relation to the deformations measured in the powerhouse cavern at the Neelum Jhelum HPP (NJHPP) in Pakistan. The cavern is constructed in fractured sandstone with the intercalation of thin to thick layers of locally sheared siltstone and mudstone. The mean overburden in the cavern is 430 m. Since constructions began in 2011, the deformations have been monitored progressively with convergence lines and extensometers. The highest deformation is seen for the middle sections, with up to 282 mm convergence of the walls. The objective of this study involves an evaluation of available methods for prediction and assessment of squeezing in large scale caverns. The deformation characteristics for the Neelum Jhelum HPP cavern are essential input for the analysis. Proper knowledge on the ground conditions and influencing factors are essential for a well-founded evaluation of the methods. In this study, five methods are selected for the assessment of squeezing for five sections in the cavern. The empirical method by Goel (1994) and the Q-system are used for prediction of the occurrence of squeezing, along with the semi-analytical method by Hoek and Marinos (2000) without support pressure. Analysis of squeezing and required support pressure is investigated using Hoek and Marinos with support and with the CCM by Carranza-Torres and Fairhurst (2000). Extensive plastic analysis using the 2D finite element program Phase2 is included. Calibration of the stress conditions and rock mass deformability are an essential part of the numerical analysis. The deformation data reveal a complex interplay of internal and external factors influencing on the behavior of the rock mass. Weak and fractured rock mass combined with relatively high overburden is the main cause for the high degree of squeezing. However, the variation in measured deformation is believed to be caused by changing external factors. The two major influencing events accelerating the deformation was the excavation of the bulleted gate niches in the downstream wall (4 niches), and the excavation down to the bottom floor level. The intersecting and potentially water bearing shear zone may be the reason for the highest deformations observed for the middle sections. The deformation characteristics of a tunnel are less influenced by external factors, relative to the complexity involving a powerhouse cavern. The methods applied typically only consider stress conditions and rock mass quality and strength, and most have been developed for circular tunnels. The analysis of the deformations in the NJHPP cavern indicate that for a powerhouse cavern the complex excavation layout, large dimensions and excavation progress are major influencing factors. The effects of these are not properly considered by any of the selected methods. Consequently, special considerations are necessary for the analysis of squeezing in large caverns. Zuchuat, Valentin (A. Mørk) A Sedimentary Investigation of the Lower Triassic Formations and their Underlying. Permo-Carboniferous Units across Spitsbergen, Svalbard. This study documents and discusses the detailed sedimentology of the Triassic Vikinghøgda and Vardebukta Formations, and their underlying units, of the Permian Kapp Starostin Formation in central and western Spitsbergen, and Lower Carboniferous Hornsundneset and Sergeevfjellet Formations in southern Spitsbergen. In addition to high-resolution sampling, for further palynological and isotopic analysis purposes, nine detailed sedimentary sections have been measured and logged. These include mountains of Marmierfjellet, Høgskulefjellet, Kongressfjellet in central Spitsbergen, the coastal section at Festningen in western Spitsbergen and mountains of Kovalevskajafjellet, Lidfjellet and Sergeevfjellet on the Sørkapp-Hornsund High. Log and sample GPS coordinates have been recorded using the UTM 33x grid zone. 12

13 Based on the field data and analyses of 19 thin sections, 17 sedimentary facies have been identified. These have been grouped into one of four facies associations, based on their vertical and lateral genetic relations, as: (I) Braided river. (II) Cold offshore transition. (III) Upper shoreface shallow marine. (IV) Warm water offshore transition. The topmost strata of the Kapp Starostin Formation suggest a lateral shallowingup trend within their depositional environment, with the appearance of storminfluenced beds. A lower spiculitic content within these sediments is observed towards the east. The boundary between the Kapp Starostin Formation and the Vardebukta/Vikinghøgda Formations, is interpreted as a major transgressive event with no evidence of any break in the sedimentation being observed in the correlated sections. An unexpected apparent shallowing-up sequence, which contradicts the typical deepening-up scheme observed in text-book-like transgressive deposits is also seen. The occurrence of a rapid transgression at the base of the Vardebukta/Vikinghøgda Formations could explain the existence of such a sequence at this boundary. This study also documents the occurrence of major thickness variations, within the Deltadalen Member between Marmierfjellet and Kongressfjellet in central Spitsbergen. This may potentially be interpreted as being related to the existence of unmapped, low angle thrusts within the Triassic shales of the lowest member of the Vikinghøgda Formation. The conglomeratic Brevassfjellet Beds and the Myalina limestones of Dienerian age overlie the Lower Carboniferous Hornsundneset Formation at Lidfjellet and the Sergeevfjellet Formation at Sergeevfjellet and Kovalevskajafjellet in Sørkapp. The soft shales of the Vardebukta Formation cap these conglomeratic beds. Both Brevassfjellet Beds and Myalina limestones show lateral and vertical differences within their internal architecture, as a consequence of 4D amplitude and frequency variations of the flow energy. Five amendments to the existing C13G geological map of the Hornsund area are suggested: (I) Extension of the Hornsundneset Formation to the boundary with the Triassic sediments at the foot of the northern ridge of Lidfjellet. (II) The occurrence of the Sergeevfjellet Formation between the Hornsundneset Formation and the Brevassfjellet Beds on Kovalevskajafjellet. (III) The relocation of the normal fault mapped on northern ridge of Sergeevfjellet to its southern ridge. (IV) The mapping of a normal fault on Savičtoppen as a potential continuation of the normal fault existing on Sergeevfjellet. (V) The existence of two unmapped thrusts or décollement niveaux on the western slopes of Sergeevfjellet. Masteroppgaver i teknologi 2013 Andersen, Charlotte Dammen (E. Grøv) Crossing under the Jhelum River Low Rock cover and low stress. Basnet, Chhatra Bahadur (K.K. Panthi) Evaluation on the Squeezing Phenomenon at the Headrace Tunnel of Chameliya Hydroelectric Project, Nepal. Growing demand of electricity in Nepal can be fulfilled by hydropower generation. The huge potentiality of hydropower generation in Nepal is mainly due to abundant water resources and available geographical head due to steep Rivers. In medium and large hydropower projects, huge amount of water discharge has to be handled form intake to power station and ultimately back to river again. Also, because of steep topography, the construction of pipe and canal on the surface of terrain could be very difficult and expensive for larger discharges. Hence, underground construction such as tunnels or shafts could only be the feasible options of water conveyance system for large discharges and in case of steep terrains. But, at the same time, there are higher risks and uncertainties associated with the underground works like tunnels and shafts or caverns. The main risks and uncertainties associated with the underground works are stress induced instability, water leakage, mud flows and finally the cost overrun during construction. When there is overstressing of rock mass that means rock stresses exceed the strength of rock mass, there will be stress induced instability in the tunnel. If the rock mass is very weak, schistose and deformable, squeezing phenomenon will occur with the development of plastic zone around the tunnel which causes excessive deformation of tunnel. In the Himalayan region, due to the high degree of schistocity, fracturing and shearing, weak rocks such as mudstone, shale, slate, phyllite, schist, highly schistose gneiss and the rock mass of the tectonic fault zones are not capable to withstand the high stresses. Basically, squeezing has been commonphenomenon in the tunnels in these weak and deformable rock masses. In this thesis, Chameliya Hydroelectric Project (CHEP), located in far western region of Nepal, has been taken as the case study. In this project, huge squeezing problem occurred in about 800m stretch of headrace tunnel from chainage 3+100m to 3+900m. The most affected section is about 550m in between these chainages. At several locations in squeezing section, the tunnel wall closure (deformation) has been recorded well over 1.0 m in an average and the maximum above 2.0 m where the original tunnel diameter is 5.2m. Hence, the thesis basically deals with squeezing analysis of the case using different approaches. Rock types along the headrace tunnel alignment are dolomite, slate, 13

14 talcosic phyllite and dolomite intercalated with phyllite. Mostly, talcosic phylite has been found in the squeezed section. The rock mass quality in the squeezed section is extremely poor to exceptionally poor. The main objectives of this thesis are the assessment of squeezing phenomenon, evaluation of stability of the tunnel and support pressure estimation. In this thesis, four main methods have been used to evaluate the squeezing phenomenon viz.; empirical methods such as Singh et al (1992) and Q-system (Grimstad and Barton, 1993), semi-analytical method such as Hoek and Marinos (2000), analytical method such as Convergence Confinement Method (Carranza- Torres and Fairhurst, 2000) and numerical program Phase 2. Initially, seventeen tunnel sections at different chainages have been taken into consideration. The squeezing prediction criteria, such as Singh et al (1992), Q-system and Hoek and Marinos (2000) approach, show that there is severe squeezing in last ten sections. Hence more detail squeezing analysis has been done for these ten sections using Hoek and Marinos (2000) and Convergence Confinement Method, and support pressure has also been estimated using these two approaches and Barton et al. (1974) approach. Hoek and Marinos (2000) and Convergence Confinement Method analysis show that there is significant amount of tunnel deformation to cause squeezing problems. The main factors that control the squeezing phenomenon are the rock mass parameters and rock stresses. Therefore, quality of squeezing analysis largely depends upon the correct estimation of these input parameters. The main components of rock stresses are gravity and tectonic stresses. The rock stresses in the project area were not measured, so Phase 2 program has been used to estimate the tectonic stress value from measured deformation. The tectonic stress value has been found to be equal to 3.5MPa in this area, but stress measurement will be necessary to verify this value. Uniaxial unconfined strength of intact rock in four tunnel sections has been back calculated from measured deformations using Phase 2 program and found to be in the range of 10 to 15Mpa in the squeezed section. Later, the deformation has been calculated using Hoek and Marinos (2000) and Convergence Confinement Method for improved intact rock strength and compared with Phase 2 result. All analyses show that there is significant deformation to cause squeezing problem. In CHEP, tunnel cross section has reduced considerably in several stretches of tunnel. Due to the excessive deformation, temporary supports were provided at several locations, steel ribs and lattice girders are buckled at several locations and shotcrete lining is also cracked. All these have to be removed before application of final lining. Finally, two different possible solutions have been studied using Phase 2 program to address the existing problems in squeezed section of the headrace tunnel. Belayneh, Dawit Tadesse (E. Grøv) High pressure unlined tunnels. Exemplified with Nye Tyin Hydropower Project. Berget, Eivind Sømme (K.K. Panthi) Ingeniørgeologisk vurdering av Vettakollen Høydebasseng. Brandvold, Vibeke (B. Brattli) Nitrate Pollution of the Thiaroye Aquifer in the Suburban Parts of the Dakar Region, Senegal. Using chemical and stable isotope analyses to identify the sources of nitrate and the processes at the groundwater/surface water interface. Flooding is a major problem in the departments of Pikine and Guédiawaye, in the suburban parts of the Dakar Region, Senegal. The region is very densely habited, but no public wastewater system is developed. Sanitary facilities consist of pit latrines and permeable septic tanks. The groundwater of the Thiaroye aquifer is, in this region, polluted with concentrations of nitrate that largely exceeds the WHO regulatory limit of 50 mg-no 3/L for drinking water. Today, drinking water is transported from Lake Guiers, in the northeast of Senegal, and from the Sebikotane aquifer, southeast of Dakar. Some families have a hand-operated pump, called Diambar pump, which extracts water from the uppermost part of the groundwater. This water is mainly used for domestic purposes like washing and given to animals, but it is not suited as drinking water. Almost all of the wastewater in the region infiltrates into the ground and recharges the aquifer. Precipitation is the only other source of recharge. Many areas are flooded throughout the year and especially during the rainy season from July to October, when surface runoff collects in low-lying areas. To reduce the extent of flooding, several retention pools, 3-4 m deep, have been constructed. In the region there are also areas of urban agriculture, called the Niayes. During the work on this master thesis, the water qualities of the groundwater of the Thiaroye aquifer and of different surface waters in the suburban areas of the Dakar Region were studied. 34 samples from Diambar pumps, dug wells, flooded zones, Niayes and retention pools were analysed for the contents of anions, cations, organic and inorganic carbon, together with stable environmental isotopes of water ( 2 H/ 1 H and 18 O/ 16 O), nitrate ( 15 N/ 14 N and 18 O/ 16 O) and algae 14

15 ( 15 N/ 14 N). The research was especially focused on the pollution of nitrate, in hopes of being able to identify the sources of nitrate and the processes that happen at the ground-/surface water interface. The surface waters have in general higher conductivities and concentrations of salts than the groundwater, due to more extensive evaporation. The isotopic composition of water was used to quantify the extent of evaporation from both the groundwater and the surface waters, and it has given new insight to the hydrological connectivity at the ground-/surface water interface. The hypothesis that there is a good connection between the waters, and that the groundwater recharges the surface waters during the rainy season, have been strengthened. The groundwater is very rich in nitrate, with concentration ranging from 76 to 785 mg/l, which is a result of leaking pit latrines and septic tanks. The isotopic composition of nitrogen and oxygen in the nitrate (mean δ 18 O = +7.8 and δ 15 N = 12.2 in the Diambar pumps) show clearly that the nitrate originates from human wastes, and to a certain extent from organic fertilisers and the degradation of organic nitrogen. The surface waters contain almost no nitrate, but the processes responsible for this lowering are still not fully understood. The main process is most likely the uptake of nitrate by aquatic plants and algae. This is witnessed by the negative correlation between the amounts of organic matter vs. nitrate, the obvious eutrophic state of the surface waters, together with the enriched values of δ 15 N of the algae (δ 15 NAlgae up to +25 ). The isotopic composition of nitrate in the surface waters are enriched with around 18 for the N and 22 for the O, compared to the surrounding groundwater. This could suggest that denitrification is taking place. However, the results obtained are only indicative, and other indications are ambiguous. Thus, it cannot be concluded nor excluded that denitrification is an important process in the lowering of the nitrate concentrations in the surface waters. Other possible processes that contribute to the reduction and/or fractionation of the nitrate are remineralisation of organic nitrogen and volatilisation of ammonia. Dilution by mixing with precipitation does not contribute significantly to the sink of nitrate in the surface waters. Dahl, Kristian K. (K.K. Panthi) Stabilitetsanalyse av toløps-tunnel mellom Ranheim og Hommelvik for høyhastighetstog. Jernbaneverket vurderer mulighetene for en flytogtrasé fra Trondheim til Værnes. Terrenget mellom Ranheim og Hommelvik er kuppert, og det ønskes derfor å vurdere ingeniørgeologiske forhold, byggetid og kostnader for en tunnel på strekningen. I oppgaven er de ingeniørgeologiske forholdene i området undersøkt. Undersøkelsene er diskutert og knyttet opp mot både nasjonal og internasjonal teori. Det er fra tidligere bestemt at traséen skal vurderes med tanke på to parallelle enspors tunneler. For et slikt prosjekt er bygging med boring og sprengning, eller TBM de beste alternativene. Det er brukt nummerisk modellering for å se på optimal avstand mellom tunnelene og sikringgsomfanget. Dette er utført for den antatt svakeste bergmassen langs traséen. Sikringsomfang, byggetid og kostnader er beregnet for begge metodene. Tunnelene vil møte svært varierende grunnforhold, med svært varierende bergmassekvalitet og ofte høy oppsprekking med varierende retning. Tunnelen er allikevel gunstig orientert i forhold til hovedsprekkeretningen. Det forventes ikke mye vann inn i tunnelen, men det kan oppstå stabilitetsproblemer på grunn av mye sleppemateriale. Det forventes ikke deformasjoner i tunnelen. Avstanden mellom tunnelløpene kan minst være 10 m ved bruk av TBM og 30 m ved boring og sprengning. Videre ut fra modelleringene har det vist seg at TBM- drevet tunnel vil kreve minst sikring. Driving med TBM gir en byggetid på 147 uker, mens med boring og sprengning vil det ta 209 uker. For TBM er de samlede kostnadene for driving og sikring antatt til å bli 1,45 milliarder NOK. Boring og sprengning gir en samlet kostnad på 1,67 milliarder NOK. TBM har samlet sett gitt best resultater, og anbefales derfor til prosjektet. Det er allikevel kjent at TBM er en byggemetode med dårlig fleksibilitet, noe som i andre prosjekter har vist seg å gi langvarig driftsstans. Dersom det videre ønskes bygging med TBM anbefales det svært grundige forundersøkelser. Undersøkelsesomfanget er anbefalt til å være minst 17 millioner NOK. Eidesen, Jonas Modise (B. Nilsen) Metodikk for driving og sikring gjennom svakhetssoner ved Rogfast. Rogfast er planlagt bygget fra Randaberg til Vestre Bokn i Rogaland. Tunnelen vil med en lengde på omtrent 25km og 380 m dyp, bli verdens lengste og dypeste undersjøiske tunnel. I denne masteroppgaven gjøres en systematisk vurdering og diskusjon rundt metodikk for konvensjonell driving og sikring gjennom svakhetssonene som tunnelen ser ut til å krysse under sjøen. For å klassifisere sonene ble de delt i tre vanskelighetsgrader avhengig av seismisk hastighet. I samarbeid med student Hans Christian Gjelsnes ble det gjort en nøye gjennomgang av bergmassekvaliteten ved å sammenstille kjerneboringer og seismiske undersøkelser. Dette resulterte i en korrelasjonsformel mellom Q-verdi og seismisk hastighet for Rogfast. 15

16 Dermed ble det bestemt Q-verdier og sikringsklasser for de tre vanskelighetsgradene. Videre ble det gjort en vurdering og rangering av de fem antatt vanskeligste områdene langs trase. Ettersom kun to av de fem områdene dekkes av kjerneboringene, har hastighet, mulig bredde, bergoverdekning og sjødyp vært viktig for å vurdere områdenes vanskelighetsgrad. Andel soner med hastighet under 3000 m/s har også spilt inn, ettersom de er antatt vanskeligst. Basert særlig på erfaringer fra lignende prosjekter og statens vegvesens sikringsklasser er det gitt et eget forslag til metodikk for driving og sikring gjennom de fem antatt vanskeligste områdene. Det foreslås en metode lik den benyttet med suksess i t-forbindelsen med forinjeksjon, forbolter, systematisk bolting, sprøytebetong, armerte buer og korte salvelengder for soner i til og med sikringsklasse V. En gjennomgang av to andre prosjekter hvor frysestabilisering har vært benyttet tyder på at flere av sonene i Rogfast kan være aktuelle for frysing og at dette mest sannsynlig vil være gjennomførbart. Likevel påpekes det at de sikringsmetodene som benyttes i dag trolig vil være tilstrekkelig i de aller fleste situasjoner. Til sist benyttes korrelasjonsformelen til å anslå mengden berg i hver sikringsklasse. Dette kombineres med erfaringer fra lignende prosjekter og det gis et tid og kostnads estimat for driving og sikring gjennom de vanskeligste områdene sett under ett. Eze, Celestine (S.J. Lippard) Modelling organic carbon distribution influenced by the presence of an oxygen minimum zone. The processes for the preservation of organic carbon in deposited sediment over geologic time have been a source of debate over the years. Several studies have been carried out on the topic; some studies indicate anoxia as the main factor controlling the preservation of organic carbon, while others suggest productivity. In order to study the influence of an oxygen minimum zone (an anoxic setting) on the preservation and distribution of organic matter in surface sediments, OF-Mod 1D and 3D were used to model the spatial distribution of organic carbon in surficial sediments across an oxygen minimum zone on the Pakistan margin north of the Indian Ocean. Measured data acquired from the area are used as input and also to calibrate the models. The spatial modelling of organic carbon across the Pakistan Margin using OF-Mod 3D showed that organic carbon was deposited within the OMZ as well as in areas outside the OMZ. There is an organic carbon maximum on the mid slope across the Pakistan margin, and areas around the Indus canyon in the south have relatively high organic carbon content compared to the northern areas. The margin is dominated by marine derived organic carbon with δ 13 C values of -19 to -23 ( ) and terrigenous organic carbon content is low across the margin. Organic carbon quality is generally low across the margin due to degradation resulting in high amount of residual organic carbon as confirmed by low HI values of 180 to 275 (mg HC/g C). Preservation of marine derived organic carbon was found to be influenced by the OMZ and sedimentation rate on the slope while it is mainly influenced by sedimentation rate on the shelf. Higher source rock potentials are expected where the sedimentation rate is optimum in areas either within the OMZ or on the shelf outside the OMZ. Thus, within the Pakistan Margin the OMZ does not exclusively influence the preservation and spatial distribution of marine organic carbon, but it depends on the amount of organic carbon supplied to the system and an optimum sedimentation rate. Falch, Edvard (B. Nilsen) Detaljprosjektering av planlagt svømmehall i berg i Sisimiut, Grønland. Det har i en periode vært planlagt å anlegge en svømmehall i berg i byen Sisimiut på vestkysten av Grønland. Det er foreslått en hovedhall med ca. 20 m spenn og en høyde 10 m. Denne oppgaven ser på hva som kreves for at dette skal være gjennomførbart sett fra et ingeniørgeologisk perspektiv, og på hvilken måte bergrommet skal sikres. Det er også blitt gjort estimater på pris og byggetid. Resultatene viser at bergmassen ved den aktuelle plasseringen er av en god kvalitet (Q-verdi mellom 18 25) og uten svakhetssoner. Bergmassens kvalitet er vurdert gjennom feltkartlegging, borkjernelogging og laboratorietesting. GSI er anslått til i hovedsak å ligge mellom 85 90, og RQD-verdier ligger hovedsakelig mellom 81 % 86 %. Bergartens gjennomsnittlige enaksielle styrke har blitt målt til 200 MPa, Youngs Modulus E = 84 GPa og Poissons forholdstall ν = 0,21. Bergartens primærbølgehastighet er målt til ca m/s. Overdekningen til den eventuelle hallen er lav (15 26 m) i forhold til spennet på 20 m. Plasseringen til hallen i den aktuelle fjellknausen er dermed noe begrenset, men overdekningen er i prinsippet tilstrekkelig. Den lave overdekningen gjør også at spenningsforholdene er usikre. For å oppnå god innspenning i hengen er horisontalspenninger av en viss størrelse nødvendig. Prosjektet er trolig fullt ut gjennomførbart, da særlig om det viser seg at man har gunstige horisontal-spenninger. Q-verdien vil da også dobles (Q = ). Det er foreslått en planløsning på anlegget med en hovedhall ca. 20 m 60 m og en dusj/garderobehall ca. 15 m 90 m. Løsningen gir et totalt gulvareal på m 2 og totalt volum på m 3. En numerisk analyse er gjennomført i programmet Phase2. Forskjellige spenningssituasjoner er sett på, med k-verdier 2, 1 og 0,35. På grunn av bergmassens høye kvalitet gir de numeriske modellene indikasjoner på at det vil være få problemer knyttet til konstruksjon av det aktuelle bergrommet i denne bergmassen. Diskrepansen mellom de ulike 16

17 spenningssituasjonene ble også beregnet til å være minimal. Vertikal deformasjon er maksimalt beregnet til i underkant av 1 mm sentralt i hengen, og er tilnærmet lik for alle spenningssituasjonene. Det stilles derfor spørsmålstegn ved om spenningsmålinger er nødvendig for bygging av hallen. Det er gjort en Lichtenberg-analyse for å anslå pris på selve bergrommet, samt å få indikasjoner på hvilke utgiftsposter det er størst usikkerhet rundt. Prisen på selve bergrommet, med bergsikring og dryppsikring, er anslått til omtrent 19,4± 1,34 MNOK (I underkant av 800 NOK/m 3 ). Det er i tillegg sett på erfaringstall fra lignende anlegg i Norge, men da med tall på totalpris for hele prosjektet. Det er her anslått en pris per volum på NOK/m 3 og dermed en totalpris på MNOK, men det er stor usikkerhet knyttet til disse tallene da de er hentet fra et begrenset antall prosjekter. Det er utført tidsestimater ut fra forskjellige modeller. Ved beregninger utført i henhold til modell fra IBAT ved NTNU er anslått tid for utsprengt hall uten sikring ca. 13 uker. Modellen er utformet til bruk i forbindelse med større prosjekter enn det i Sisimiut, og den er derfor ikke optimal til bruk her. Et enklere estimat basert på erfaringsmessig fremdrift, sikring inkludert, antyder i overkant av 20 uker. Dette passer også godt med erfaringstall på tidsbruk ved konstruksjon av lignende haller. Det er ikke gjort detaljberegninger over tidsbruk for ferdig anlegg, men tall fra lignende anlegg i Norge tyder på at dette vil ta rundt et år. Gjelsnes, Hans Christian (B. Nilsen) Gjennomførbarhet for bruk av TBM ved Rogfast. Den planlagte undersjøiske veitunnelen mellom Randaberg og Bokn vil bli verdens lengste i sitt slag. Med 25,5 km toløpstunnel vil Rogfast bli en ny milepel i tunnelbygging. Rogfast vil også være den dypeste (ca. 390 m under havnivå) undersjøiske tunnelen i Norge. Uansett om drivemetoden blir konvensjonell boring og sprengning eller TBM, vil Rogfasttunnelen møte på komplekse utfordringer. Grunnforholdene er ennå ikke ferdig undersøkt, men seismikk og kjerneboringer så langt anslår både gunstige og mindre gunstige forhold. Ved bruk av NGI sin korrelasjon, mellom seismisk hastighet og Q-verdier, vil ca. 20 % av tunnellengden havne i Statens Vegvesen sin sikringsklasse III til VI. Mens estimering etter formel 1, vil ca. 10 % av tunnellengde havne i sikringsklasse III til VI. Det er definert 5 problemområder langs traseen, som blant annet har tettere hyppighet av lave seismiske hastigheter. Kjerneboringer bekrefter svært dårlig bergmasse i to av problemområdene. For best mulig å tilegne seg de norske grunnprinsippene innen tunnelbygging, synes det foreløpig at en gripper-tbm vil være best egnet under de rådende forhold. I tillegg viser erfaringer fra dyptgående TBM-prosjekter i utlandet, med potensielt høye vanntrykk og usikker geologi, at driving med en gripper-tbm har latt seg gjennomføre. De aller fleste stabilitetssikringsmetodene som er tilgjengelig for D&B er også tilgjengelig for en gripper-tbm. Likevel er det noen forskjeller i mengde sikring, installasjon og utførelse. I følge et Østerriksk sikringsskjema for TBM, vil grunnforholdene på Rogfast tilsi at det vil være ca. 90 % med bergmasse som i særlig grad ikke vil hindre inndriften til en gripper-tbm. Mens 10 % av bergmassen vil betydelig hindre inndriften langs trasen. Det verste scenarioet en kan møte i de 5 problemområdene er høyt vanntrykk (opptil 39 bar) i en permeabel svakhetssone. Forundersøkelser og forbehandling av bergmassen foran stuff, vil være svært viktig for å minimere eventuelle uventende hendelser. Et annet problem en bør være observant på, er gripper problemene som kan oppstå i en svakhetssone. Utvalgte store TBM prosjekter forteller om erfaringer om å drive igjennom problemområder. Det er mange faktorer som påvirker inndriften til en gripper-tbm. Det gjør det vanskelig å gi en estimering av inndrifter langs tunneltrasen på Rogfast. Likevel ble det gjort en estimering av inndrifter, etter hvilken sikringsklasse for TBM, for forskjellige tunnelseksjoner. Disse inndriftene antas av forfatteren å være for høye, og at de bør modereres ned. Det er trolig fullt mulig å gjennomføre prosjektet med gripper-tbm basert på de forventede grunnforholdene. Det er likevel etter forfatterens oppfatning at det vil være en større utfordring og risiko å drive Rogfast med en gripper-tbm, enn med D&B. Gjengedal, Sondre (S.L. Ellefmo) Ladningsberegning basert på frekvensveide vibrasjonskrav. Den Norske Standarden, NS :2012 Vibrasjoner og støt Veiledende grenseverdier for bygge- og anleggsvirksomheten, bergverk og trafikk, har nylig gjennomgått en større revisjon hvor de veiledende grenseverdiene for sprengningsinduserte vibrasjoner nå gis i frekvensveide toppverdier. Denne endringen innebærer at toppverdiene veies etter frekvensinnholdet i vibrasjonen og korrigeres etter hvordan frekvensen påvirker måten vibrasjoner induserer skader i byggverk. Lavfrekvente vibrasjoner representerer en større risiko for skader på konstruksjoner enn høyfrekvente vibrasjoner. Dette blir det dermed tatt direkte hensyn til ved å stille krav til frekvensveide toppverdier. 17

18 Denne oppgaven hadde som mål å forklare hvordan man kan bestemme maksimalt tillatt ladningsmengde og sikre at den nye typen grenseverdier ikke blir overskredet under ulike forhold. Eldre, etablerte beregningsformlers prediksjonsevne er testet ved bruk av statistiske teknikker. Eldre beregningsmodeller, som i all hovedsak baserer seg på innflytelsen av avstand og ladningsmengde, er i utgangspunktet ikke designet for frekvensveide toppverdier. Hvordan frekvensveide toppverdier kan brukes til å estimere ladningsmengder er undersøkt ved hjelp av statistiske analyser av data fra ni ulike og uavhengige prosjekter. Den statistiske analysen er basert på en lineær kurvetilpasning av data ved hjelp av Minste Kvadraters Metode med utgangspunkt i fem eldre beregningsformler for uveide toppverdier. Regresjonsresultatene viste at det er, til tross for stor spredning i dataene, en tydelig sammenheng mellom frekvensveide toppverdier, avstand og ladningsmengde. Frekvensveide toppverdier gir derimot større grad av usikkerhet i regresjonen enn uveide toppverdier, men den økte usikkerheten kan sies å ha begrenset betydning i forhold til det helhetlige usikkerhetsbildet. Frekvensveide toppverdier bidrar med viktig informasjon om de geologiske forholden ved at informasjon om den dominerende frekvensen ved målepunktet gjøres tilgjengelig. Dette er informasjon som på lang vei gjør opp for den økte usikkerheten frekvensveiing fører til og kan bidra til å gi informasjon om hvordan salvene kan tilrettelegges på en bedre måte. Arbeidet konkluderer med at frekvensveide vibrasjoner vil gi et bedre vurderingsgrunnlag for estimering av maksimalt tillatt ladningsmengde enn uveide toppverdier. Basert på regresjonsresultatene er det gitt forslag til beregningsmodell for frekvensveide toppverdier. Kriteria for valg av formel har tatt utgangspunkt i formelens nøyaktighet og brukervennlighet. Hagen, Ingrid Margrethe (E. Grøv) Optimization of Underground Caverns for the Relocation of the Sha Tin Sewage Treatment Works. Hilmarsen, Tor Helge (S.L. Ellefmo) Dagbruddsalternativer i en industrimineralforekomst. I denne oppgaven er det gjort et forsøk på å optimalisere utvidelsen av marmorbruddet til Brønnøy Kalk AS og dele det inn i pushbacker. Dataverktøyet NPV Scheduler er brukt for å generere optimaliserte bruddalternativer til forekomsten. Dette har resultert i fire optimaliserte bruddalternativer som inneholder kvalitetsprediksjoner av de kritiske beslutningsparameterne hvithet og syrerest, periodiserte tonnasjeestimater og et økonomisk resultat for hver av dem. Alternativ 1 genererer en NPV på ca millioner NOK og har et totalt masseuttak på 74 millioner tonn der 57 av dem er marmor. Hvitheten er 95,30 % og syreresten 3,0%. Alternativ 2 genererer en NPV på ca millioner NOK og har et totalt masseuttak på 88 millioner tonn der 67 av dem er marmor. Hvitheten er 95,27 % og syreresten 3,3%. Alternativ 3 genererer en NPV på ca millioner NOK og har et totalt masseuttak på 318 millioner tonn der 90 av dem er marmor. Hvitheten er 95,22 % og syreresten 3,0%. Alternativ 4 genererer en NPV på ca millioner NOK og har et totalt masseuttak på 572 millioner tonn der 250 av dem er marmor. Hvitheten er 95,1 % og syreresten 3,8%. Alternativ 1 og 2 er på grunn av deres utforming de eneste aktuelle alternativene for Brønnøy Kalk AS. Alternativ 3 og 4 er ikke aktuelle, da de ikke lar seg gjennomføre fordi de krever oppdemning av havet. Det stilles kvalitetskrav til marmoren. Den skal ha en hvithet som ligger mellom 94,5-95,5 % og en syrerest som helst er under 3 %. Alternativ 2 oppfyller ikke kvalitetskravet med tanke på syrerest, men bør fortsatt vurderes som et alternativ ettersom det ikke er mye over kravet og genererer høyere NPV enn Alternativ 1. Det konkluderes med at det er opp til Brønnøy Kalk AS selv å vurdere hva som er den beste løsningen for dem. For hvert av alternativene 1 og 2 er det generert to pushbackalternativer; et med pushbackbegrensninger i det vertikale planet og et uten. Denne jobben er gjort ved hjelp av NPV Scheduler. Resultatet viser at egendefinerte pushbackbegrensninger i det vertikale planet er den beste løsningen for begge de optimaliserte bruddalternativene. De gir en praktisk utvidelse av bruddet, samt at de gir en høyere NPV enn for alternativene som ikke har begrensninger. Det er konkludert med at NPV Scheduler kan brukes til å generere det optimaliserte marmorbruddet, men egner seg ikke til generering av optimale pushbacksekvenser. 18

19 Javid, Sanaz (M.B.E. Mørk) Petrography and petrophysical well log interpretation for evaluation of sandstone reservoir quality in the Skalle well (Barents Sea). 39 thin sections and petrophysical log data from the Skalle well in the Hammerfest Basin, in the southwestern part of the Barents Sea, have been studied to interpret lithology, and diagenesis and their effect on the reservoir quality, and to compare reservoir properties of the different reservoir units. Petrophysical log data have been calibrated for reservoir description in cases where core material is not available. The studied formations are comprised by the Stø, Fuglen, Hekkingen, Knurr, Kolje and the Lower Kolmule Formations. The Knurr and Kolje Formations have been identified and interpreted only by wire line logs, as core material was not available for those intervals. The Lower Kolmule Formation of sandstones of lithic greywacke composition, and the Stø Formation with sandstones of subarkosic arenite composition are considered as possible reservoir rocks. All the formations are water filled which is reflected by the low resistivity logs responses. The mature sandstones of the Stø Formation show high reservoir quality (high porosity and permeability) compared to the Lower Kolmule Formation. The Hekkingen Formation is a potential source rock for the Lower Kolmule Formation, as well as a seal (cap rock) for the Stø Formation. Cementation, dissolution, compaction, clay mineral authigenesis and stylolitization are the most significant diagenetic processes affecting the reservoir quality. Some other type of processes such as glauconitization and bioturbation are also common in the studied well. Jenssen, Lars Erik Nyhaug, Wedervang, Torben Halland (B. Nilsen) Injeksjoner ved Knappetunnelen. Knappetunnelen er en to-løps tunnel som går mellom Sandeide i sør og Liavatn i nord. Når tunnelen står ferdig, vil den være en del av Ringveg Vest. Dette er hovedvegen som forbinder bydelene i Bergensområdet. Knappetunnelen går i et område med sårbare naturtyper, samt områder med tett bebyggelse. Det er derfor svært strenge krav til innlekkasje i store deler av tunnelen. For å minimere innlekkasje har det blitt utført systematisk forinjeksjon etter prinsippet aktiv injeksjon. Både mikrosement og industrisement har blitt benyttet. I denne oppgaven har injeksjonsarbeidene blitt analysert i detalj. Utførelse og prosedyrer, samt mengdeforbruk, utgjør brorparten av oppgavens innhold. Resultatene av injeksjonsarbeidene med hensyn på tette-effekt har blitt vurdert. Injeksjonsarbeidene per dags dato ser ut til å være vellykkede. Til dels svært store mengder injeksjonsmasser har gått med i tettingsarbeidet. Det store sementforbruket var felles for både Liavatn-siden og Sandeide-siden. Mulige årsaker til dette er den oppsprukne bergmassen, men også injeksjonsprosedyrene. Raskere overgang til tjukkere masse og tilsats av akselerator og mauringsmasse på et tidligere tidspunkt kunne ha redusert inngangene, uten at resultatet hadde blitt dårligere. Økt fokus på samarbeid og færre endringer av injeksjonsprosedyrene ville gitt injeksjonsmannskapet bedre tid til å innarbeide nye rutiner. Slik ville injeksjonsarbeidet blitt optimalisert med de gjeldene prosedyrer. På Liavatn-siden var innlekkasjen på stuff størst, opptil 2300 l/min på en skjerm, men mest tresifrede verdier. Det ble nok generelt benyttet for få og for lange hull, med for liten overlapp. Sprekker parallelt med tunnelaksen medførte også dårligere injiserbarhet. I Kanadaskogen, hvor overdekningen var liten, var det problemer med gjentatte utganger i terrenget. Det er ikke registrert noen korrelasjon mellom injeksjonsvolum og geologi. Det er heller ikke påvist noen sammenheng mellom injeksjonsvolum knyttet opp mot vannlekkasjemålinger utført før injeksjon. Det har vist seg at det i all hovedsak er injeksjonsteknikk og prosedyrene som har vært avgjørende for hvor mye masse som har gått med. Det er en klar sammenheng mellom målte vannlekkasjer og medgåtte masser når en sammenligner de bakre og fremre løpene under driving på Liavatnet og Sandeide. Totalt sett ble det målt 47 % mindre vann i de bakre løpene i vannlekkasjemålinger utført i sonder- og skjermhull. Det gikk med 46 % mer injeksjonsmasse i de fremre løpene for tunnelen samlet, enn i de bakre løpene. Kalinaki, Anthony (B. Nilsen) Karuma Hydropower Project, Uganda. Engineering Geological Analysis and Cost Uncertainty Assessment of Underground Works. Lord, Gareth Steven (A. Mørk) Steep Fracture Patterns And Their Characteristics Within The Triassic De Geerdalen Formation On Svalbard. An emphasis on regional trends, local variations and lithological controls. 19

20 This study documents and discusses the nature of steep fracture orientations, their densities and their relationships to lithological types, which has been observed within the Triassic De Geerdalen Formation on Svalbard. The study is based entirely on field data collected over a period of two field seasons in Central Spitsbergen, Western Edgeøya and Central and Northern Hopen, with the intent of understanding the regional variations in these fractures. Fracture orientations have been analysed on a regional scale and their mode of formation is related to significant regional tectonic trends and also local structural styles. Density data and fracture characteristics within differing lithologies are based on scan-line data recorded in the field at numerous locations. The average fracture spacing and average fractures per metre has been the primary components of this discussion; and these are related to regional stratigraphic trends seen within the De Geerdalen Formation and the nature of sedimentological variations within the unit. It has been observed that throughout Svalbard there is a prominent affinity of steep fracturing to a NNW-SSE and ENE- WSW trend, with a further fracture set of NNESSW being observed on the island of Hopen. NNW-SSE trending fractures have been related to periods of extension along major N-S trending structural lineaments during the late-mesozoic, with subsequent augmentation by Cenozoic compressional tectonics, uplift and unloading. ENE-WSW trending fractures seen throughout Svalbard are related to Late-Cretaceous and Palaeogene compressional tectonics along the West- Spitsbergen margin. Where they are deduced to have formed normal to the maximum stress of this compression, again these are suggested to have been augmented by later periods of uplift and unloading. Extensional fracturing seen on the Island of Hopen which is in contrast to the regional styles of Central Spitsbergen and Western Edgeøya, has been seen to be in close orientation to offshore faulting to the east of Svalbard in the Northern Barents Sea. Fracture densities are observed to show clear increases in spacing and decreases in average fractures per metre as bed thickness observed with sandstone beds. Results from sandstone and shale beds suggest a similar trend but with discrepancies at Hopen, whilst shale dominated beds show a good trend of density decreasing with bed thickness, but this lithological type is under-represented within the dataset. Olsen, Kenneth Andre (K.K. Panthi) Stabilitetsvurdering av bergskråninger og stabilitetssikrede tiltak. Ommedal, Arnstein (S.L. Ellefmo) Design parameters for the Engebø open pit. With focus on slope stability. Refsli, Christian Dyhr (S.L. Ellefmo) Analysis of Deformation and Stress Distribution around Stopes in Mining using a Combination of Geostatistics and Numerical Analysis. In the mining industry there are several methods to predict how the rock mass will behave. One of those methods is numerical analysis with modeling software, e.g. Finite Element Method (FEM). These numerical methods require good input parameters to yield good results. Today these models most likely consist of the mine geometry and a few different material property zones, like ore body and different zones between different lithologies. Since rock mass is not a homogeneous material this may not be sufficient to reproduce real conditions. A way to improve the model is to have more material property zones. A way to do that is to have more accurate input data. These data comes from testing drill cores. But it is time consuming and expensive to have extensive sampling campaigns. Solving that problem is geostatistics. With geostatistics a limited number of data points can be used to estimate material properties to areas that have little or none data points. In this thesis geostatistical estimation is performed on mechanical properties from bore hole data. A data set with information from Rana Gruber AS provided by Steinar Ellefmo was used as input. The geostatistical estimation method ordinary kriging was performed on the data in the software Surpac. Results from the estimation were then put in the numerical analysis software Phase 2. In the numerical analysis, stress distribution and deformation was looked at. It is concluded that the results clearly show that having numerous different material property zones have an effect on the stress distribution and deformation. This can mean that using this method will give a relative more accurate result, than not using geostatistics before numerical analysis. 20