Planfri kryssing av Nordlandsbanen, Skogn

Transkript

1 Levanger kommune Planfri kryssing av Nordlandsbanen, Skogn Oppdrags-rapport nr.: RIG 02 Norconsult AS Klæbuveien 127 B, NO-7031 Trondheim

2 Rapport tittel: Planfri kryssing av Nordlandsbanen, Skogn Rapport nr. : RIG 02 Revisjon nr. : - Dato : Utført av: Kontrollert av: Godkjent av: Christofer Klevsjø Michael Huber Erling Romstad Arne Ramstad Oppdragsgiver: Levanger kommune Referanseperson: Øyvind Nybakken Sammendrag: Norconsult er engasjert av Levanger kommune for vurdering av planfri kryssing av jernbanen ved Skogn sentrum i Levanger kommune. Prosjektet omfatter to jernbanekryssinger, én for gang- og sykkelvei og én kjøreundergang. I forbindelse med kjøreundergangen skal det også etableres én rundkjøring med tilstøtende veier. Kryssingsalternativene vil også medføre omlegging/etablering av ny kjørebane og gangog sykkelvei. Følgende prosjekteringsforutsetninger er gitt for prosjektet: Konsekvens- og pålitelighetsklasse: CC2/RC2 Kontrollklasse: N (normal) Tiltaksklasse: 2 Geoteknisk kategori: 2 På nåværende tidspunkt er det gjennomført en mulighetsvurdering av prosjektet. Det er foretatt områdestabilitetsvurdering og vurdert løsninger for de ulike kryssingsalternativene. Det anbefales at det benyttes KS-peler for etablering av undergangen for gang- og sykkelveien. I området rundt kjøreundergangen er det påvist liten løsmasseoverdekning over berg. Konstruksjonen kan etableres direkte på berg. Tilstøtende rundkjøring kan trolig etableres delvis på berg/tilbakefylte kvalitetsmasser. Det vil ikke være nødvendig med stabiliserende tiltak ved omlegging av jernbanesporet vest for dagens trasé, i forbindelse med etablering av kjøreundergangen. Norconsult mener at prosjektet er gjennomførbart. Det må utføres geoteknisk detaljprosjektering. Med den løsningen som anbefales er det nødvendig, for å sikre tilstrekkelig underlag for detaljprosjekteringen, at det utføres supplerende undersøkelser. Stikkord: Geoteknikk, jernbane, veg, stabilitet, Posisjon (UTM sone 32V) N= E= Norconsult AS NO MVA Klæbuveien 127 B, NO-7031 Trondheim Hovedkontor: firmapost@norconsult.com Tel: Vestfjordgaten 4, NO-1338 Sandvika

3 INNHOLD... Side 1 Innledning Prosjekteringsforutsetninger Regelverk Krav til kontroll Tilgjengelig geoteknisk underlag for prosjektering Terreng- og grunnforhold Generelt Grunnforhold gang- og sykkelvei Sikkerhetsprinsipper Løsning Faseplan Stabilitet kjøreundergang Sikkerhetsprinsipper Løsning Stabilitet... 8 Figurer... 9 FIGURER... Side Figur 1 - Oversiktskart. Det aktuelle prosjektområdet er markert med rødt. Kartet er hentet fra Figur 2 - Nye konstruksjoner. Ny kjørebane er vist med grått. Ny gang- og sykkelvei er vist med lilla Figur 3 - Løsmassekart. Hentet fra Figur 4 - Valg av konsekvensklasse, etter Ref Figur 5 - Valg av pålitelighetsklasse, etter Ref Figur 6 Kontrollklasse, etter Ref Figur 7 - Krav til kontrollform, etter Ref Figur 8 - Sammenheng mellom Geoteknisk kategori og Pålitelighets-/Konsekvensklasse, Ref Rapport nr.: RIG 02 Rapportdato: Side 3 av 13

4 1 Innledning Planfri kryssing av Nordlandsbanen, Skogn Norconsult er engasjert av Levanger kommune for vurdering av planfri kryssing av jernbanen ved Skogn sentrum i Levanger kommune. Prosjektet omfatter to jernbanekryssinger, én for gang- og sykkelvei og én kjøreundergang. Det aktuelle prosjektområdet er vist på Figur 1. I forbindelse med kjøreundergangen skal det også etableres én rundkjøring med tilstøtende veier. Kryssingsalternativene vil også medføre omlegging/etablering av ny kjørebane og gang- og sykkelvei. En oversikt over nye konstruksjoner og infrastruktur er vist på Figur 2. De to ulike kryssingsalternativer betraktes som uavhengig av hverandre. Prosjektområdet deles inn i to soner, nord og sør, én for hver av de ulike kryssingsalternativene. Krav til kontroll og sikkerhetsnivå medfører at det vil være ønskelig med en oppdeling av de ulike tiltakene. De to jernbanekryssingene omfattes av samme krav og sikkerhetsnivå. For rundkjøringen og ny veistruktur mener Norconsult at krav til kontroll og sikkerhetsnivå vil være lavere. Det er gjennomført en mulighetsvurdering av prosjektet ut fra de aktuelle geotekniske problemstillingene. Det er i denne fasen ikke utført detaljprosjektering. 2 Prosjekteringsforutsetninger 2.1 Regelverk Geoteknisk prosjektering utføres med bakgrunn i gjeldende regelverk, standarder og håndbøker, samt andre relevante publikasjoner. De viktigste for det aktuelle oppdrag er oppsummert i det etterfølgende. De standarder, håndbøker og regelverk som benyttes direkte for geoteknisk prosjektering blir også henvist til direkte under de aktuelle kapitler. Norsk Standard / Eurokode NS-EN 1990:2002+NA: A1: NA:2010: Eurokode: Grunnlag for prosjektering av konstruksjoner. NS-EN :2002:NA:2008: Eurocode 1: Laster på konstruksjoner. Del 1-1: Allmenne laster Tetthet, egenvekt og nyttelaster i bygninger. NS-EN :2004+NA:2008 Eurokode 7: Geoteknisk prosjektering Del 1: Allmenne regler. NS-EN :2007+NA:2008: Eurokode 7: Geoteknisk prosjektering Del 2: Regler basert på grunnundersøkelser og laboratorieprøver. NS-EN :2004+A1:2013+NA:2014: Eurocode 8: Prosjektering av konstruksjoner for seismisk påvirkning. Del 1: Allmenne regler, seismiske laster og regler for bygninger. NS-EN :2004+NA:2014: Eurocode 8: Prosjektering av konstruksjoner for seismisk påvirkning. Del 5: Fundamenter, støttekonstruksjoner og geotekniske forhold. Statens vegvesen Statens vegvesen Håndbok V220 Geoteknikk i vegbygging. Versjon 2010 (Tidl. Håndbok 016). Jernbaneverket Teknisk regelverk, Jernbaneverket, 2015 Andre LOV : Plan- og bygningsloven FOR : Byggteknisk forskrift (TEK 10) FOR : Byggesaksforskriften (SAK 10) Rapport nr.: RIG 02 Rapportdato: Side 4 av 13

5 2.2 Krav til kontroll Kontrollomfanget defineres ut fra Tabell NA.A1 (903) i NS-EN 1990, gjengitt i Figur 7. I forbindelse med søknad om byggetillatelse etter plan- og bygningsloven må det utføres uavhengig kontroll. Teknisk regelverk fra jernbaneverket krever at vurderingene skal inn til teknisk (del)godkjenning i JBV Teknologi. 3 Tilgjengelig geoteknisk underlag for prosjektering Norconsult har utført grunnundersøkelser for dette prosjektet. Det er utført 12 totalsonderinger, 2 trykksonderinger, CPTu og tatt opp 54 mm sylinderprøver i 2 punkt. Totalt ble det tatt opp 9 prøvesylindre. I tillegg er det installert 2 hydrauliske piezometere for avlesning av grunnvannstand. Norconsult sin vurdering er at tilgjengelig grunnundersøkelser er tilstrekkelig som underlag for geoteknisk prosjektering i denne fasen. Avhengig av den løsningen som velges videre i detaljprosjektering kan det være behov for supplerende grunnundersøkelser. 4 Terreng- og grunnforhold 4.1 Generelt Innenfor det aktuelle prosjektområdet er det tilnærmet ingen variasjon (<± 0,5m) i terrenghøyde langs eksisterende jernbanetrasé. I nord, ved planlagt kjøreundergang, faller terrenget med helning ca. 1:10 i nord-vestlig retning ned mot E6. På vestsiden faller terrenget mot planlagt tiltak. Total høydeforskjell fra prosjektområdet ned mot E6 er omtrentlig 40 meter. Berg i dagen er synlig på østsiden av jernbanesporet. På sørlig del av prosjektområdet, ved området der undergangen for gang- og sykkelvei er planlagt, faller terrenget svakt mot sør. Ellers anses terrenget rundt dette tiltaket som flatt. 4.2 Grunnforhold Løsmassekartet fra NGU tilser at det forventes tykk, marin avsetning over hele prosjektområdet, Figur 3. Forventet løsmassemektighet i slike områder er fra 0,5 til flere titalls meter. I skråningen på østsiden av det nordligste tiltaket er løsmassene beskrevet som tynn hav-/strandavsetning. Løsmassemektigheten forventes å være mindre enn 0,5 meter. Løsmassekartet fra NGU samsvarer generelt godt med resultatene fra de utførte undersøkelsene. Marin grense for området er angitt til 171 moh. Hele prosjektområdet, samt tilstøtende terreng, ligger under denne grensen. Nord, område rundt planlagt undergang for vei: Utførte sonderinger viser at det forventes liten løsmasseoverdekning over fast fjell ved jernbanesporet. I nord-vestlig retning øker løsmassemektigheten og dybden til berg. Resultater fra opptatt prøveserie viser et tørrskorpelag, og siltig leire mot dybden. Sonderinger på østsiden av jernbanesporet viser en tynn løsmasseoverdekning over berg. Sør, område rundt planlagt undergang for gang- og sykkelvei: Boringene indikerer at bergoverflate faller i sydlig retning. I området ved planlagt undergang er det gjort bergpåvisning 30 meter under terreng. Boringene indikerer at løsmassene består av et tørrskorpelag med mektighet 1-4 meter. Under tørrskorpelaget er det siltig leire. Ned mot 10 meter under terreng er leiren bløt. Videre mot dybden har leiren middels fasthet. Bormotstanden klassifiseres som lav i leirlaget. Det er påvist en økning av bormotstanden over berg. Rapport nr.: RIG 02 Rapportdato: Side 5 av 13

6 5 gang- og sykkelvei 5.1 Sikkerhetsprinsipper En oppsummering av klassifisering ut fra gjeldende regelverk er gitt i Tabell 1. Klassifisering er vurdert opp mot de kravene som benyttes som prosjekteringsforutsetninger for veikonstruksjoner, definert av Håndbok V220. Tabell 1 Klassifisering av undergangen for GS-vei Klassifisering Konsekvens- og pålitelighetsklasse: CC2/RC2 Begrunnelse Valg av konsekvensklasse begrunnes med prosjektets omfatter et kort strekke av jernbanen. Et eventuelt brudd i jernbanesporet i forbindelse med arbeider på stedet vil bli avklart før toggang ettersom det alltid er sikkerhetsvakt på stedet når arbeidene pågår. Selv om det er påvist krevende grunnforhold tilsier topografien til området at et eventuelt ras i disse massene ikke vil påvirke områdene rundt. Valg av konsekvensklasse gjøres ut fra begrunnelsen om middels konsekvens i form av tap av menneskeliv og betydelig økonomisk, sosial eller miljømessig konsekvens. Valg av konsekvensklasse blir derfor definert slik beskrevet i Tabell B1 Ref. 3, gjengitt i Figur 4. Kontrollklasse: 2 Geoteknisk tiltaksklasse: 2 Geoteknisk kategori: 2 Pålitelighetsklassen for prosjektet angis til klasse 2. De veiledende eksemplene fra Tabell NA.A1(901) Ref. 3, gjengitt i Figur 5, vurderes til å ikke sammenfalle med dette prosjektet. På bakgrunn av at tiltaket faller inn under konsekvens-/pålitelighetsklasse CC2/RC2 så følger kravet til grad av kontroll etter Tabell NA.A1 (902) Ref. 3, gjengitt i Figur 6. «Fundamentering for anlegg og konstruksjoner som iht NS-EN 1990+NA plasseres i pålitelighetsklasse 2» «Konvensjonelle typer konstruksjoner og fundamenter uten unormale risikoer eller vanskelig grunn- eller belastningsforhold» -2.1 (18) Ref. 4. Videre må tiltaket plasseres, prosjekteres og utføres slik at det oppnås tilfredsstillende sikkerhet mot skade eller vesentlig ulempe fra naturpåkjenninger (flom, stormflo og skred) iht. TEK 10, Ref. 7. Tiltaket skal også prosjekteres og utføres slik at byggverk, byggegrunn og tilstøtende terreng ikke utsettes for skade eller vesentlig ulempe som følge av tiltaket. 5.2 Løsning En undergang for GS-vei skal bygges like sør for dagens plankryssing. Det er ønske om å unngå midlertidig omlegging av dagens jernbanespor. Vi anbefaler derfor å bruke kalksement-peler (KSpeler) for å sikre utgravinga for undergangen. De fleste KS-pelene ville kunne bores på skrått fra siden av sporet mens det er i drift. Noen peler må eventuelt bores gjennom ballasten, noe som krever togstans i en periode. Bruk av KS-peler vil også løse problemer knyttet til bunnoppressing som følge av at løsmassene består av bløt leire på stedet. Siden stedlige masser er bløte vil det ikke være mulig å grave uavstivet for etablering av rampene ned til undergangen. Siden KS-riggen er allerede på anlegget for undergangen anbefaler vi også å bruke KS-stabilisering for å sikre utgravingen av rampene. Spunting kan være et alternativ til KS-stabilisering, men det vil kreve omlegging av spor. På grunn av fare for bunnoppressing vil dette kreve flere arbeidsfaser for innvendig avstivning, støping av bunnplate i betong og fjerning av avstivningen. Vi mener derfor at KS-stabilisering vil være den rimeligere og mer robust løsningen. 5.3 Faseplan En grov oversikt over arbeidsrekkefølgen for de arbeidene som gjenstår er oppsummert i det etterfølgende. Rapport nr.: RIG 02 Rapportdato: Side 6 av 13

7 Supplerende grunnundersøkelser med påfølgende laboratoriearbeid for å bestemme innblandingsmengde av kalksement. Dette er også nødvendig for å bestemme styrkeforhold i materialet. Det kan ikke utelukkes at det også vil være behov for flere sonderinger. Installasjon av KS-peler: dette må delvis utføres under en periode med togstans. Herding av KS-peler: ca. 1 måned Utgraving under sporet: dette må utføres under en periode med togstans. Etablering av prefabrikkert kulvert 5.4 Stabilitet Terrenget faller noe mot sør fra planlagt undergangen. Laveste punktet ligger ved Mønsterhaugbekken på ca. kote +33. Høydeforskjellen fra tiltaket er dermed ca. 19 m langs en horisontal strekning av mer enn 600 m. Til tross for at grunnen består av bløt leire viser beregninger at områdestabilitet er tilfredsstillende. 6 kjøreundergang 6.1 Sikkerhetsprinsipper En oppsummering av klassifisering ut fra gjeldende regelverk er gitt i Tabell 2 og Tabell 3. Håndbok V220 er benyttet for klassifisering. Vi vurderer det å være hensiktsmessig å dele opp tiltaket for klassifiseringen. Jernbanebrua vil behandles separat fra rundkjøringen med tilstøtende veier. Tabell 2 Klassifisering for rundkjøringa og tilstøtende veier Klassifisering Konsekvens- og pålitelighetsklasse: CC2/RC2 Kontrollklasse: 2 Geoteknisk tiltaksklasse: 2 Begrunnelse Valg av konsekvens- og pålitelighetsklasse fastsettes med grunnlag av de eksemplene som beskrives av henholdsvis Tabell B1 og Tabell NA.A1(901) Ref. 3, gjengitt i henholdsvis Figur 4 og Figur 5 På bakgrunn av at tiltaket faller inn under konsekvens-/pålitelighetsklasse CC2/RC2 så følger kravet til grad av kontroll etter Tabell NA.A1 (902) Ref. 3, gjengitt i Figur 6 «Fundamentering for anlegg og konstruksjoner som iht NS-EN 1990+NA plasseres i pålitelighetsklasse 2» Geoteknisk kategori: 2 Med bakgrunn i Eurokode «Utgravinger» og sammenheng mellom pålitelighetsklasse og geoteknisk kategori vist i Figur 8. Ut fra Ref. 6 skal det vurderes geoteknisk kategori 3 for vegprosjekter i kvikkleireområder. Tiltaket ligger utenfor kjente kvikkleiresoner og bare én av de utførte totalsonderingene (100 m fra tiltaket) viser potensielt kvikkleire i et kort dybdeintervall. De sonderingene som er gjort ved rundt rundkjøringen tyder på fast leire. Geoteknisk kategori 2 vurderes derfor til å være aktuelt. Tabell 3 Klassifisering for jernbanebrua Klassifisering Konsekvens- og pålitelighetsklasse: CC2/RC2 Begrunnelse Valg av konsekvensklasse begrunnes med prosjektets omfatter et kort strekke av jernbanen. Et eventuelt brudd i jernbanesporet i forbindelse med arbeider på stedet vil bli avklart før toggang ettersom det alltid er sikkerhetsvakt på stedet når arbeidene pågår. Valg av konsekvensklasse gjøres ut fra begrunnelsen om middels konsekvens i form av tap av menneskeliv og betydelig økonomisk, sosial eller miljømessig konsekvens. Valg av konsekvensklasse blir derfor definert slik beskrevet i Tabell B1 Ref. 3, gjengitt i Figur 4. Kontrollklasse: 2 Pålitelighetsklassen for prosjektet angis til klasse 2. De veiledende eksemplene fra Tabell NA.A1(901) Ref. 3, gjengitt i Figur 5, vurderes til å ikke sammenfalle med dette prosjektet. På bakgrunn av at tiltaket faller inn under konsekvens-/pålitelighetsklasse CC2/RC2 så følger kravet til grad av kontroll etter Tasbell NA.A1 (902) Ref. 3, gjengitt i Figur 6 Rapport nr.: RIG 02 Rapportdato: Side 7 av 13

8 Geoteknisk tiltaksklasse:2 Geoteknisk kategori: 2 «Fundamentering for anlegg og konstruksjoner som iht NS-EN 1990+NA plasseres i pålitelighetsklasse 2» «Konvensjonelle typer konstruksjoner og fundamenter uten unormale risikoer eller vanskelig grunn- eller belastningsforhold» -2.1 (18) Ref. 4. Videre må tiltaket plasseres, prosjekteres og utføres slik at det oppnås tilfredsstillende sikkerhet mot skade eller vesentlig ulempe fra naturpåkjenninger (flom, stormflo og skred) iht. TEK 10, Ref. 7. Tiltaket skal også prosjekteres og utføres slik at byggverk, byggegrunn og tilstøtende terreng ikke utsettes for skade eller vesentlig ulempe som følge av tiltaket. 6.2 Løsning Berget ligger grunt, delvis i dagen, ved kjøreundergangen. Det vil derfor være delvis nødvendig å sprenge ned for etablering av undergangen samt tilstøtende veier. Landkar til jernbanebrua kan sannsynligvis fundamenteres direkte på berg og evt. utskiftete løsmasser. Vi anser utgravingen for rundkjøring og veier på vestsiden av undergangen å være gjennomførbart uten spesielle tiltak. Dette baseres på sonderingsresultatene i området og må vurderes nærmere under utgravingen. 6.3 Stabilitet Den planlagte kjøreundergangen ligger i øvre del av en løsmasseskråning mot E6 og ned til Holsandbukta i nordvest. Det ble utført tre totalsonderinger i skråninga, samt trykksondering og prøvetaking ved totalsonderinga nærmest planlagt undergang. Innledende stabilitetsberegninger basert på disse undersøkelsene viser tilfredsstillende sikkerhet mot brudd for valgt konsekvensklasse. Tiltaket vil avlaste eksisterende terrenget og dermed virke stabiliserende. I stabilitetsvurderingene er det også hensyntatt en midlertidig omlegging av sporet, på vestsiden av eksisterende jernbanetrasé. Omlegging har tatt utgangspunkt i at jernbanen dirkete på stedlige masser. Stabiliteten for denne omleggingen er også funnet akseptabel. Rapport nr.: RIG 02 Rapportdato: Side 8 av 13

9 Referanser Standarder og veiledninger: Ref. 1 - Byggesakforskriften Ref. 2 - Byggeteknisk forskrift Planfri kryssing av Nordlandsbanen, Skogn Ref. 3 - NS-EN 1990: 2002+NA: Eurokode: Grunnlag for prosjektering av konstruksjoner Ref. 4 - NS-EN :2004+NA:2008 Eurokode 7: Geoteknisk prosjektering Del 1 Ref. 5 - NS-EN : NA:2008 Eurokode 8 Prosjektering av konstruksjoner for seismisk påvirkning Ref. 6 - Geoteknikk i vegbygging, Håndbok V220, Vegdirektoratet, 2014 Figurer Figur 1 - Oversiktskart. Det aktuelle prosjektområdet er markert med rødt. Kartet er hentet fra Rapport nr.: RIG 02 Rapportdato: Side 9 av 13

10 Figur 2 - Nye konstruksjoner. Ny kjørebane er vist med grått. Ny gang- og sykkelvei er vist med lilla. Rapport nr.: RIG 02 Rapportdato: Side 10 av 13

11 Figur 3 - Løsmassekart. Hentet fra Figur 4 - Valg av konsekvensklasse, etter Ref. 3 Rapport nr.: RIG 02 Rapportdato: Side 11 av 13

12 Figur 5 - Valg av pålitelighetsklasse, etter Ref. 3 Figur 6 Kontrollklasse, etter Ref. 3 Rapport nr.: RIG 02 Rapportdato: Side 12 av 13

13 Figur 7 - Krav til kontrollform, etter Ref. 3 Figur 8 - Sammenheng mellom Geoteknisk kategori og Pålitelighets-/Konsekvensklasse, Ref. 6 Rapport nr.: RIG 02 Rapportdato: Side 13 av 13