E18 Retvet-Vinterbro

Transkript

1 RAPPORT E18 Retvet-Vinterbro OPPDRAGSGIVER Asplan Viak EMNE DATO / REVISJON: 18. mars 2016 / 02 DOKUMENTKODE: RIGberg-RAP-001

2 Denne rapporten er utarbeidet av Multiconsult i egen regi eller på oppdrag fra kunde. Kundens rettigheter til rapporten er regulert i oppdragsavtalen. Tredjepart har ikke rett til å anvende rapporten eller deler av denne uten Multiconsults skriftlige samtykke. Multiconsult har intet ansvar dersom rapporten eller deler av denne brukes til andre formål, på annen måte eller av andre enn det Multiconsult skriftlig har avtalt eller samtykket til. Deler av rapportens innhold er i tillegg beskyttet av opphavsrett. Kopiering, distribusjon, endring, bearbeidelse eller annen bruk av rapporten kan ikke skje uten avtale med Multiconsult eller eventuell annen opphavsrettshaver RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 2 av 64

3 RAPPORT OPPDRAG E18 Retvet-Vinterbro DOKUMENTKODE RIGberg-RAP-001 EMNE TILGJENGELIGHET Åpen OPPDRAGSGIVER Statens vegvesen region Øst OPPDRAGSLEDER Magnus Hagen Brubakk KONTAKTPERSON Lisa Steinnes Rø UTARBEIDET AV Magnus André Sørensen og Anne Hommefoss ANSVARLIG ENHET 1014 Oslo Bergteknikk SAMMENDRAG Rapporten sammenstiller alle ingeniørgeologiske observasjoner, undersøkelser og vurderinger av disse, samt kartlegging og undersøkelser som er utført. Statens vegvesens Håndbok N500 (Vegtunneler) danner grunnlaget for rapportens oppbygning, med en faktadel og en tolkningsdel. Oppdraget gjelder reguleringsplanfasen knyttet til prosjektet E18 Retvet-Vinterbro. Langs denne strekningen planlegges det ny fire felts motorveg. Strekningen inkluderer to toløps vegtunneler i profil T10,5: Holstad- og Frestadtunnelen. Samlet lengde på hhv. Holstad- og Frestadtunnelen er 1170 og 1000 m. Denne rapporten gjelder disse to tunnelene. Holstadtunnelen antas å ligge i granittiske til diorittiske gneiser. Området over tunneltraseen domineres av landbruksområder og noe skog. Det er også bebyggelse nær og over den vestre delen av tunnelen. Bergmassene over tunneltraseen er dekket av løsmasser, og det er forholdvis lite overdekning over hele traseen (under 20 m). For å kartlegge dyp til fjell under løsmassene er det utført fjellkontrollboringer og skutt refraksjonsseismikk langs hele tunneltraseen. Undersøkelsene viser stort sett begrensede løsmassemektigheter, på rundt 2-4 m. Seismikken har avdekket gjennomgående høye hastigheter i bergmassen, med unntak av fire lavhastighetssoner. Høye hastigheter indikerer god bergmassekvalitet. To av de registrerte lavhastighetssonene er undersøkt med hvert sitt kjerneborehull. Kjerneboringene avdekket partier oppknust berg i begge borehull; i det ene hullet er det også registrert leiromvandlet bergmasse. Bergmasseklassen i svakhetssonene er E-F. Bergmassen i den øvrige tunneltraseen antas generelt å være av middels til god kvalitet, bergmasseklasse A-C. Frestadtunnelen består av to fjelltunneler og en mellomliggende løsmassetunnel. Tunneltraseen går gjennom to koller, hvor det er registrert flere bergblotinger. Terrenget over tunneltraseen er kupert og domineres av skog. Mellom de to kollene er det et område med dyrket mark, hvor tunnelen vil gå i en løsmassekulvert. Tunnelen vil ligge i granittiske til diorittiske gneiser og gabbro. Gabbro antas å være dominerende bergart langs traseen. Området er undersøkt gjennom feltkartlegging, refraksjonsseismikk og to kjerneborehull. Det er generelt registrert bergmasse av god til middels kvalitet langs tunneltraseen. I de to kjerneborhullene er 59% av de loggede kjernene av god bergmassekvalitet, bergmasseklasse A/B. Det antas at tunnelen krysser 4 svakhetssoner. Bergmassekvaliteten i svakhetssonene antas å ligge ned mot bergmasseklasse E-F. Holstadtunnelen er vurdert til å ligge i geoteknisk kategori 2/3 til 3. Frestadtunnelen er vurdert til å ligge i geoteknisk kategori 1, 2/3 og Opprettinger etter møte med SVV MAAS og ANH KM MHB Revisjon etter SVVs tilbakemeldinger MAAS og ANH KM MHB , 100%-leveranse MAAS og ANH KM MHB REV. DATO BESKRIVELSE UTARBEIDET AV KONTROLLERT AV GODKJENT AV MULTICONSULT Nedre Skøyen vei 2 Postboks 265 Skøyen, 0213 Oslo Tlf multiconsult.no NO MVA

4 INNHOLDSFORTEGNELSE INNHOLDSFORTEGNELSE 1 Innledning Grunnlag Utførte undersøkelser Ingeniørgeologisk kartlegging Fysiske grunnundersøkelser... 9 DEL 1: FAKTADEL Topografiske og geologiske forhold Områdebeskrivelse Berggrunnsgeologi Kvartærgeologi Feltkartlegging Holstadtunnelen Frestadtunnelen Fysiske grunnundersøkelser Fjellkontrollboringer og sonderinger Refraksjonsseismikk Kjerneboringer Dypforvitring DEL 2: TOLKNINGSDEL Bergartsgrenser, bruddstrukturer og svakhetssoner Bergartsfordeling og bergartsgrenser Svakhetssoner og bruddstrukturer Bergoverdekning Boringer. Målesteder, resultater og metoder med overslag over usikkerhet Bergmassekvalitet Feltkartlegging utført under kommunedelplan Feltkartlegging i reguleringsplanfasen Refraksjonsseismikk Kjerneboringer Oppsummerende tolking Rystelser Løsmasser og geotekniske forhold Setninger Påhugg Miljø Hydrologiske og hydrogeologiske forhold Innledning Brønner Vannmagasin Krav til innlekkasjer Injeksjon Videre hydrogeologiske og hydrologiske undersøkelser Bergstabilitet i påhuggsområdene Bergspenninger Vanskelighetsgrad Oppsummering av utfordrende områder Anvendelse av sprengstein Deponier Bemanning og nødvendig kompetanse i byggefase Antatte sikringsmengder Videre undersøkelser Referanser RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 4 av 64

5 INNHOLDSFORTEGNELSE VEDLEGG Vedlegg A: Poltetthetsplott Vedlegg B: Registrerte Q-verdier i forbindelse med kommunedelsplan Vedlegg C: Grunnvannsbrønner og grunnvannspotensiale Vedlegg D: Dypforvitringskart Vedlegg E: Plassering kjerneborhull Vedlegg F: Borplaner Vedlegg G: Ingeniørgeologiske tegninger Vedlegg H: Seismiske profiler FIGURER Figur 1: Berggrunnskart over prosjektområdet. Berggrunnskartet er basert på NGUs N250 kart Figur 2: Geologisk kart i målestokk 1: Tunnelområdet til Holstadtunnelen er markert på kartet. Modifisert fra (Graversen, 1984) Figur 3: Løsmassekart. Lastet ned fra NGUs kartdatabase Figur 4: Registrert berg nær Holstadtunnelen. Punkt 27 og 28 er bergskjæringer, mens punkt 29 er en bergblotning. Tallene indikerer GPS-punktene Figur 5: Bergskjæring nord for Holstadkrysset. Vekslende bergarter og flere forkastinger er observert. Det er en tydelig foliasjon i gneisen. Notatblokken (17,8x11,7 cm) til venstre i bildet fungerer som målestokk Figur 6: Bergblotning ved GPS pkt. 29. Antatt diabas og pegmatitt i veksling Figur 7: Sprekkerose basert på målinger i skjæringer i nord for Holstadtunnelen. Rød strek indikerer tunnelretningen Figur 8: Registrerte lokaliteter nær Frestadtunnelen Figur 9: Pegmatittintrusjon i en mørk bergart (antatt gabbro) Figur 10: Nærbilde av en granittisk gneis. Bilde er tatt ved GPS pkt. 2, se figur Figur 11: Sprekkerose basert på målinger over Frestadtunnelen. Rød strek indikerer tunnelretningen Figur 12: Registrerte forsenkninger under befaringen 11. mars Figur 13: Planprofil over de refraksjonsseismiske linjene over vestre del av Holstadtunnelen Figur 14: Planprofil over de refraksjonsseismiske linjene over østre del av Holstadtunnelen Figur 15: Planprofil over de refraksjonsseismiske linjene over Frestadtunnelen Figur 16. Registrerte Lugeonverdier i de ulike kjerneborehullene Figur 17. Kjernekassen er fra BH1H fra m. Her er det registrert svært bra fjell. Og partier med RQD på % Figur 18. Kjernekassen er fra BH2H fra m. I profil 29,0-29,3m er det utført test av fri svelling samt ødometertest. Bergmasse av dårlig kvalitet; tett oppsprukket og delvis leiromvandlet Figur 19: Borhull BH3F, m. Kassen viser et parti med delvis leiromvandlet bergmasse (markert med røde piler). Leiromvandlingen fortsetter ca. 0,5 i neste kasse også Figur 20: Registrerte Q-verdier ved Frestadtunnelen under kommunedelsplanen Figur 21: Registrerte Q-verdier ved Holstadtunnelen under kommunedelsplanen Figur 22: Definisjon av geoteknisk kategori (NBG, 2011) Figur 23: Poltetthetsplott basert på målinger over Frestadtunnelen Figur 24: Poltetthetsplott basert på målinger i skjæringer i nord for Holstadtunnelen Figur 25: Grunnvannsbrønner nær Holstadtunnelen. Plassering av grunnbrønnene er basert på svar fra beboerne Figur 26: Grunnvannspotensiale over Holstadtunnelen. Den røde streken indikerer den planlagte tunneltraseen. Lastet ned fra NGUs grunnvannsdatabase Figur 27: Grunnvannsbrønner nær Frestadtunnelen. Data om grunnvannsbrønnene er lastet ned fra NGUs grunnvannsdatabase og innhentet fra beboere Figur 28: Grunnvannspotensiale over Frestadtunnelen. Den røde streken indikerer den planlagte tunneltraseen. Lastet ned fra NGUs grunnvannsdatabase Figur 29: Dypforvitringskart Holstadtunnelen Figur 30: Dypforvitringskart Frestadtunnelen Figur 31: Borhullsplassering BH1H og BH2H Figur 32: Borhullsplassering BH3F Figur 33: Borhullsplassering BH4F RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 5 av 64

6 INNHOLDSFORTEGNELSE TEGNINGER Ingeniørgeologiske tegninger: V011 Ingeniørgeologisk kart. Profil Sørgående tunnel Holstad V012 Ingeniørgeologisk kart. Profil Sørgående tunnel Holstad V018 Ingeniørgeologisk kart. Profil Sørgående tunnel Frestad V019 Ingeniørgeologisk kart. Profil Sørgående tunnel Frestad V111 Ingeniørgeologisk kart. Profil Nordgående tunnel Holstad V112 Ingeniørgeologisk kart. Profil Nordgående tunnel Holstad V118 Ingeniørgeologisk kart. Profil Nordgående tunnel Frestad V119 Ingeniørgeologisk kart. Profil Nordgående tunnel Frestad Geotekniske tegninger: V Borplan (Holstad) V Borplan (Holstad) V Borplan (Frestadtunnelen) V Borplan (Supplerende fjellboringer Frestadtunnelen vest) V Borplan (Supplerende fjellboringer Frestadtunnelen øst) RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 6 av 64

7 1 Innledning 1 Innledning Statens Vegvesen Region Øst skal utarbeide reguleringsplan for ny E18 Retvet - Vinterbro. Multiconsult er engasjert som underleverandør på geofaglig rådgivning og prosjektering til Asplan Viak i dette arbeidet. Langs trasé Retvet-Vinterbro er det planlagt to toløps vegtunneler i profil T10,5, Holstad- og Frestadtunnelen. Holstadtunnelen består av en toløps fjelltunnel med planlagt lengde på 1170 m. Frestadtunnelen er en toløps tunnel bestående av to fjelltunneler og en mellomliggende løsmassetunnel. Samlet lengde på Frestadtunnelen er ca m. Fjelltunnelene ved Frestad har samlet lengde på ca. 770 m. Denne rapporten omhandler kun fjelltunnelene. Både Holstadtunnelen og Frestadtunnelen skal drives med konvensjonell drift (boring og sprengning). Ved begge prosjekterte tunneler er estimert ÅDT på Rapporten sammenstiller alle ingeniørgeologiske observasjoner, undersøkelser og vurderinger utført for de to tunneltraseene. Rapportens kapittelinndeling følger i stor grad strukturen angitt i Håndbok N500 (SVV, 2010a). I henhold til denne strukturen er rapporten delt i to hoveddeler, hhv. faktadel og tolkningsdel RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 7 av 64

8 2 Grunnlag 2 Grunnlag Notater og rapporter: E18 Akershus grense Vinterbro,. RockMass AS, 2012 E18 Retvet Vinterbro. Geoteknisk datarapport 1. PR Rapport: « RIG-RAP-001». Multiconsult, 2014 E18 Retvet Vinterbro. Geoteknisk datarapport 2. PR Rapport: « RIG-RAP-002». Multiconsult, 2014 E18 Retvet Vinterbro. Geoteknisk datarapport 2. PR Rapport: « RIG-RAP-002». Multiconsult, 2014 E18 Retvet Vinterbro. Datarapport kjernelogging. Rapport: « RIGberg-RAP- 002». Multiconsult, 2015 E18 Retvet Vinterbro. Tunnelportaler - Geotekniske innspill. Notat: « RIG- NOT-021». Multiconsult, 2015 E18 Retvet Vinterbro. Rapport refraksjonsseismikk. Rapport: «11271», GeoPhysix, 2011 E18 Retvet Vinterbro. Rapport refraksjonsseismikk. Rapport: «14401», GeoPhysix, 2014 Fra NGUs kartdatabase er følgende kart lastet ned: Berggrunnskart med lineamenter N250 Løsmassekart Kart over brønner Ressurskart over grus- og pukkforekomster Dypforvitring/Aktsomhetskart tunnelbygging Kart over verneområder Kart over grunnvannsressurser Fra NVEs kartdatabase er følgende kart benyttet: Kart over kvikkleiresoner og marin grense Flomsonekart RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 8 av 64

9 3 Utførte undersøkelser 3 Utførte undersøkelser 3.1 Ingeniørgeologisk kartlegging Multiconsult gjennomførte 11. mars 2014 en ingeniørgeologisk befaring langs de planlagte tunneltraseene. Hensikten med befaringen var å registrere oppsprekking, bergmassekvalitet, bergarter og mulige svakhetssoner. Deltagere på befaringen var Magnus André Sørensen og Elisabeth Stormyr. Det ble også avdekket en bergblotning nær Holstadtunnelen 13. november Deltaker på denne befaringen var Magnus André Sørensen. 3.2 Fysiske grunnundersøkelser I området nær og over tunneltraseene er følgene undersøkelser utført: Fjellkontrollboringer og totalsonderinger ( ) Hensikten er med boringene å kartlegge fjelldybden. Totalsonderingene kartlegger også eventuelle lagdelinger i løsmassene. Refraksjonsseismiske undersøkelser (2011 og 2014) Til sammen er det målt 3185 m med seismikk m er målt over trasé Holstadtunnelen og 875 m over trasé Frestadtunnelen. Hensikten med undersøkelsene er å kartlegge mulige svakhetssoner, fjelldybden samt å få indikasjoner på bergmassekvaliteten. Kjerneboringer (2014) Det er boret 4 kjerneborhull med samlet lengde på 277 m. Hovedhensikten med de fire kjerneboringene var å kartlegge beliggenhet, mektighet og karakter til fire antatte svakhetssoner. I tillegg vil kjerneborhullene avdekke bergmassekvaliteten langs borhullene RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 9 av 64

10 0 DEL 1: FAKTADEL DEL 1: FAKTADEL RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 10 av 64

11 4 Topografiske og geologiske forhold 4 Topografiske og geologiske forhold 4.1 Områdebeskrivelse Holstadtunnelen Vestre påhugg er tenkt plassert ved pr Videre østover, i tunnelretningen, stiger terrenget. Den øvrige tunneltraseen går under et høydedrag. I dette høydedraget er det små høydevariasjoner langs tunneltraseen, variasjonene er mellom kote 117 og 127. Tunnelen stiger 1,06% mot vest. Ved det vestre påhugget er hengnivået på ca. kote 99, ved det østre påhugget er hengnivået på ca. kote 108. Området over tunneltraseen domineres av landbruksområder og noe skog. Det er registrert minimalt med bergblotninger nær tunneltraseen. I de vestlige områdene går tunnelen under og nær eksisterende bebyggelse. Blant annet ligger en barnehage ca. 20 m NV unna det nordlige tunnelløpet. Tunnelen vil gå under Rv. 153 ved ca. pr (nordgående løp). Etter passering av Rv. 153 er det kun spredt bebyggelse. Nærmeste bygning etter passering av Rv. 153 ligger ca. 100 m unna tunneltraseen. Det østre påhugget er tenkt plassert ved ca Det er ikke vann eller vassdrag over tunneltraseen. Frestadtunnelen Tunneltraseen går gjennom to koller, hvor det er registrert flere bergblotinger. Terrenget over tunneltraseen er kupert og domineres av skog. Mellom de to kollene er det et område med dyrket mark, hvor tunnelen vil gå i en løsmassekulvert. Vestre påhugg er tenkt plassert ved pr Østover langsmed tunnelen stiger terrenget fram til ca Mellom pr krysser tunneltraseen en løsmassefylt forsenkning i terrenget. Terrenget synker deretter fram mot overgang fjelltunnel og løsmassekulvert ved pr Løsmassekulverten ligger mellom pr Fra overgang løsmassekulvert og fjelltunnel ved pr stiger terrenget. Ved krysser tunnelen en markert løsmassefylt forsenkning i terrenget. Terrenget stiger deretter fram til ca. pr før det synker fram mot det østre påhuggsområdet. Det østre påhugget er tenkt plassert ved pr Det er ikke vann eller vassdrag over tunneltraseen RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 11 av 64

12 4 Topografiske og geologiske forhold 4.2 Berggrunnsgeologi Prosjektområdet ligger innenfor det sørøst-norske grunnfjellsområdet. Bergartene er dannet for 1000 til 1600 millioner år siden, og domineres av granittiske gneiser og omdannede vulkanske og sedimentære bergarter. De fleste bergartene i området er foldet og utsatt for til dels sterk deformasjon og metamorfose. Denne omvandlingen foregikk på stort dyp og ved så høye temperatur at det delvis nedsmelting av bergartene med dannelse av migmatitter. Berggrunnen i området består av store jordskorpeblokker. Hver blokk er kjennetegnet av bergarter med særtrekk som skiller de fra andre bergarter i nærliggende blokker. Blokkene er adskilt av steile lineære svakhetssoner (skjærsoner). Skjærsonene er belter hvor bergartene har vært utsatt for sterk, plastisk deformasjon. De fleste av disse svakhetssonene stryker i nordlig til nordvestlig retning. Forkastninger og skjærsoner dannet i tiden etter dannelse av bergartene gjennomsetter berggrunnen. En rekke sprekker og mindre forkastninger ble dannet i permtiden for mellom 300 og 250 millioner år siden. Det er særlig tre retninger med svakhetssoner som utpeker seg regionalt i det sørøst-norske grunnfjellet: N-S, NV-SØ og NØ-SV. Kartet i figur 1 viser forenklet de viktigste bergartene i området. I disse bergartene kan det forekomme pegmatitt- og amfibolittganger. I tunnelområdene er følgende bergarter markert. Beskrivelsen baserer seg i stor grad på Graversen (1984): Paragneiser/glimmergneiser: Ofte med svarte linser og bånd av amfibolitt. Dette er de eldste bergartene i området. Bergarten består om omdannede sedimentære bergarter, i hovedsak sandstein og noe leirskifer. Glimmerinnhold er varierende, og avhenger av den opprinnelsesbergart. Paragneisen i regionen består stort sett av omvandlet sandstein og en har en tilnærmet granittisk komposisjon. Seksjoner som består av omvandlet leirskifer kan ha et betydelig glimmerinnhold. Diorittisk til granittisk gneis (orthogneis): I hovedsak med granittisk sammensetning, kan være migmatittisk. Gneisen består opprinnelig magmatiske bergarter (orthogneis). Bergarten i området er ved flere steder ensgradert med svak foliasjon. Gabbro: Ofte med innslag av amfibolitt. I området er det registrert gabbro med høyt pyrokseninnhold (metagabbro). Gabbroen i området er intrusjoner, og finnes som regel i kontaktområder mellom ortho- og paragneis. Den er som regel i nær assosiasjon med de dioristiske til granittiske gneisene RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 12 av 64

13 4 Topografiske og geologiske forhold Figur 1: Berggrunnskart over prosjektområdet. Berggrunnskartet er basert på NGUs N250 kart. Det mangler nøyaktige berggrunnskart over prosjektområdet. I følge NGUs kart, se figur 1, vil Holstadtunnelen i sin helhet ligge i glimmergneis. Dette står i kontrast til Graversens kart, se figur 2, hvor Holstadtunnelen ligger i granittiske gneiser. I følge Graversen (1984) er Glimmergneis/paragneisbeltet betraktelig mindre enn anslått i NGUs N250 kart på figur 1. Kartene fra Graversen (1984) indikerer også at gneisens foliasjon i området øst for Østensjøvannet er ca. N300 o Ø/52 o NØ. Vest for Østensjøvann er foliasjonsretningen ca. N260 o V. Figur 2: Geologisk kart i målestokk 1: Tunnelområdet til Holstadtunnelen er markert på kartet. Modifisert fra (Graversen, 1984) RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 13 av 64

14 4 Topografiske og geologiske forhold 4.3 Kvartærgeologi Begge tunnelområdene ligger under den marine grensen (ca. 215 m.o.h. i området). Utfra løsmassekartet i figur 3 er det marine avsetninger i langs alle tunneltraseer. Området har blitt bearbeidet av istider, dermed har de opprinnelige løsmasser og forvitret berggrunn blitt skuret vekk. Løsmassene i dag er avsetninger fra den siste istiden. Blant annet er det flere randmorener i området mellom Ås og Ski. På høydedrag er det mindre løsmasser og berggrunnen stikker stedvis opp. Løsmassene ligger her hovedsakelig i forsenkninger og kløfter mellom bergkoller. Frestadtunnelen går igjennom to bergkoller med lite løsmasser. Kollene er adskilt av et jorde bestående av tykke marine avsetninger. Store deler av Holstadtunnelen er dekket med løsmasser med ca. 3-5 m mektighet. I følge NGUs løsmassekart består løsmassene av randmorener, marine- og strandavsetninger. Ifølge Skrednetts kvikkleirekart er det ikke kvikkleire nær tunnelene. Figur 3: Løsmassekart. Lastet ned fra NGUs kartdatabase. Røde ringer markerer områdene for hhv. Holstadtunnelen (oppe til venstre) og Frestadtunnelen (nede til høyre) RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 14 av 64

15 5 Feltkartlegging 5 Feltkartlegging 5.1 Holstadtunnelen Det er som nevnt registrert svært får bergblotninger nær tunneltraseen. Det ble derfor foretatt registreringer ved to fjellskjæringer nord for tunneltraseen (punkt 27 og 28), se figur 4. Her var det store eksponerte flater som muliggjorde sprekkemålinger og bergmasseklassifisering. I tillegg ble det registrert en bergblotning. Figur 4: Registrert berg nær Holstadtunnelen. Punkt 27 og 28 er bergskjæringer, mens punkt 29 er en bergblotning. Tallene indikerer GPS-punktene. Bergarter I fjellskjæringen ved pkt. 27 er det observert granittisk gneis med innslag av pegmatitt. I den andre skjæringen (GPS pkt. 28) opptrer bergartene i svært vekslende sekvenser. Bergartene i skjæringen veksler mellom antatt granittisk gneis, pegmatitt- og amfibolittganger/glimmergneis, se figur 5. Ved bergblotningen (GPS pkt. 29) er det observert antatt diabas og pegmatitt, se figur RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 15 av 64

16 5 Feltkartlegging Figur 5: Bergskjæring nord for Holstadkrysset. Vekslende bergarter og flere forkastinger er observert. Det er en tydelig foliasjon i gneisen. Notatblokken (17,8x11,7 cm) til venstre i bildet fungerer som målestokk. Figur 6: Bergblotning ved GPS pkt. 29. Antatt diabas og pegmatitt i veksling RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 16 av 64

17 5 Feltkartlegging Oppsprekking Totalt ble det gjort 39 sprekkemålinger. Resultatene er vist i en sprekkerose og et poltetthetsplott i figur 7 og figur 24 (vedlegg A). Det er identifisert tre mulige sprekkesett utfra disse registreringene, se tabell 1. Sprekkesett 1 er det mest markerte sprekkesettet i skjæringene og består av foliasjonssprekker. De to øvrige sprekkesettene er begge forholdsvis steile. Sprekkesettenes strøkretning danner stor vinkel med tunnelretningen; noe som anses er gunstig. Tabell 1: Sprekkesett registrert i nærheten av Holstadtunnelen. Sprekkesett Strøk [ o ] Fall [ o ] Sett 1 (foliasjon) N56Ø ± NV ± 10 Sett 2 N72Ø ± SØ ± 15 Sett 3 N08Ø ± VNV/ØSØ ± 25 Figur 7: Sprekkerose basert på målinger i skjæringer i nord for Holstadtunnelen. Rød strek indikerer tunnelretningen. Svakhetssoner Det er ikke registrert forsenkninger i terrenget grunnet løsmasseoverdekningen RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 17 av 64

18 5 Feltkartlegging 5.2 Frestadtunnelen Det er registrert flere bergblotninger nær og over tunneltraseen. De registrerte berglokaliteter, og hvilke registreringer som er gjort, er vist i figur 8. Figur 8: Registrerte lokaliteter nær Frestadtunnelen. Bergarter I området nær traseen er det observert granittisk gneis (figur 10) og gabbro. Det er også observert soner med amfibolitt, pegmatitt og glimmergneis. Det er hyppig forekomst av pegmatittganger, med mektighet er stort sett under 1 meter, se figur 9. Enkelte steder er det registrert mektige pegmatittganger med rundt 5-6 m tykkelse (GPS pkt. 17). Det er også observert enkelte amfibolittganger under feltkartleggingen. Gabbroen er mørk og har et høyt innhold av pyroksen (metagabbro). Gabbroen er stort sett observert sør for tunneltraseen. På flere av lokalitetene er det vanskelig å slå fast hvilken bergart som observeres grunnet overflateforvitring og vegetasjon. Dermed er flere av bergartsregistreringene noe usikre RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 18 av 64

19 5 Feltkartlegging Figur 9: Pegmatittintrusjon i en mørk bergart (antatt gabbro). Figur 10: Nærbilde av en granittisk gneis. Bilde er tatt ved GPS pkt. 2, se figur 8. Oppsprekking Det er gjort 57 fall- og fallretningsmålinger. Målingene er utført på uvalgte lokaliteter over og nær tunneltraseen. Resultatene fra disse målingene er presentert i en spekkerose og et poltetthetsplott, se figur 11 og figur 23 (vedlegg A). Utfra disse registreringene er det observert 3 mulige sprekkesett, se tabell 2. Det er ikke obervert noen tydelig foliasjon i gneisene. Det mest markerte sprekkesettet (sett 1) har strøkretning normalt på tunneltraseen og faller tilnærmet steilt. Sprekkesett 3 er steilt og stryker tunnelen tilnærmet parallet. Dette kan være ugunstig mhp. stabilitet i heng og vederlag, og kan medføre økt sikringomfang i tunnelen RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 19 av 64

20 5 Feltkartlegging Tabell 2: Sprekkesett registrert over traseene til Frestadtunnelen. Sprekkesett Strøk [ o ] Fall [ o ] Sett 1 N20Ø ± NV/SØ ± 20 Sett 2 N72Ø ± SØ ± 15 Sett 3 N130Ø ± SV/NØ ± 25 Figur 11: Sprekkerose basert på målinger over Frestadtunnelen. Rød strek indikerer tunnelretningen. Svakhetssoner Det er observert forsenkninger i terrenget som gjenspeiler mulige svakhetssoner, se figur 12. Retningen til forsenkningene er målt med kompass. De mest markante forsenkingene er markert med en sort pil RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 20 av 64

21 6 Fysiske grunnundersøkelser Figur 12: Registrerte forsenkninger under befaringen 11. mars Fysiske grunnundersøkelser 6.1 Fjellkontrollboringer og sonderinger Over begge tunnelene er det utført flere fjellkontrollboringer og totalsonderinger. Borplanene er lagt ved rapporten, se vedlegg F. Under er en kort beskrivelse fra resultatene. For nærmere beskrivelse se Geoteknisk datarapport 1 ( RIG-RAP-001) og Geoteknisk datarapport 2 ( RIG-RAP-002). Holstadtunnelen Dybde til antatt berg for strekningen varierer mellom berg i dagen og 10,7 m i borpunktene. I de fleste borpunktene er dybde til antatt berg mindre enn 5 m. Løsmassene består i hovedsak av faste masser av antatt silt og sand, sannsynligvis med morenemasser i overgangen til antatt berg. Tegning V og V viser resultater fra boringene over Holstadtunnelen, se vedlegg F. Frestadtunnelen. Dybde til antatt berg i borpunktene for strekningen varierer i hovedsak mellom berg i dagen og løsmassemektigheter i størrelsesorden 7-15 m. Bergblotninger og små dybder til berg er påvist på kollene mellom pr og mellom pr Fjellkontrollboringer utført mellom pr og pr viser videre stor lokale forskjeller i dybde til berg og lokale soner med dybde til berg i størrelsesorden 14 m. Tegning V5000-2, V og V viser resultater fra boringene over Holstadtunnelen, se vedlegg F RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 21 av 64

22 6 Fysiske grunnundersøkelser 6.2 Refraksjonsseismikk Det er skutt flere seismiske profiler over Holstad- og Frestadtunnelen. Over Holstadtunnelen er det skutt seismikk langs hele tunneltraseen, se figur 13 og figur 14. Ved Frestadtunnelen er det i hovedsak skutt doble seismikklinjer i påhuggsområdene, se figur 15. De seismiske profilene er lagt ved rapporten, se vedlegg G. Refraksjonsseismikk er et nyttig verktøy for å avdekke mulige svakhetssoner, kartlegge fjelldybden samt få indikasjon på bergmassekvaliteten. For ytterligere informasjon henvises det til seismikkrapportene fra GeoPhysix, omtalt i kap. 2. Figur 13: Planprofil over de refraksjonsseismiske linjene over vestre del av Holstadtunnelen RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 22 av 64

23 6 Fysiske grunnundersøkelser Figur 14: Planprofil over de refraksjonsseismiske linjene over østre del av Holstadtunnelen. Figur 15: Planprofil over de refraksjonsseismiske linjene over Frestadtunnelen RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 23 av 64

24 6 Fysiske grunnundersøkelser Holstadtunnelen Langsmed tunneltraseen er det, foruten lavhastighetssone, registrert høye seismiske hastigheter (stort sett over >5000 m/s). Over selve tunneltraseen er det er registrert fire lavhastighetssoner med hastigheter mellom 3100 m/s og 3900 m/s, se figur 13. Lavhastighetssonene ligger i området mellom ca. pr Tabell 3 viser fordelingen av de seismiske hastighetene langs profil P1/11 del 1 og 2 fra 2011 og P1 fra Tabell 3: Registrerte seismiske hastigheter langs trasé Holstadtunnelen. Hastighet (m/s) < >5000 Lengde (m) Fordeling 0 8 % 0 % 3 % 89 % De seismiske målingene har registrert løsmassemektigheter mellom 1-9 m i partiet pr Mellom pr er det registrert 1-5 m med løsmasser. Mektigheten til dagfjellet er registrert i de seismiske profilene fra Dagfjellets mektighet varierer mellom 5-9 m, dagfjellet er på sitt mektigste lengst mot øst. Frestadtunnelen Refraksjonsseismikken viser generelt høye basishastigheter i bergmassen, opp mot 6100 m/s. Det er også registrert flere lavhastighetssoner, se figur 15. To av lavhastighetssonene i løsmassepartiet hvor tunnelen ligger i en løsmassekulvert. To lavhastighetssoner er registrert i partier med fjelltunnel. Tabell 4 viser en fordeling av de registrerte seismiske hastighetene over trasé Frestadtunnelen. Tabell 4: Registrerte seismiskehastigheter over trasé Frestadtunnelen Hastighet (m/s) < >5000 Lengde (m) Fordeling 1,5 % 7,5 % 0 % 91 % I de vestligste profilene (P2/14 og P3/3) er det registrert ca. 1-7 m med løsmasser. I de midtre partiene varierer løsmassetykkelsen mellom 0-10 m, tykkelsen er størst på jordet hvor tunnelen skal gå i en løsmassekulvert. Ved det østre påhugget er det registrert 0-5 m med løsmasser. Løsmassetykkelsen avtar mot vest. I de vestre og de midtre profilene (P2/2014-P5/2104) er dagfjellmektigheten mellom 6-10 m. I de østre profilene (P6/2104-P7/2104) er dagfjellmektigheten mellom 4-5 m RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 24 av 64

25 6 Fysiske grunnundersøkelser 6.3 Kjerneboringer I forbindelse med reguleringsplanen er det boret 4 kjernehull; to ved hver tunneltrase. Viser til rapportnummer « RIGberg-RAP-002-Kjernelogging». Kjerneborehullenes plassering er vist i vedlegg E. Kjerneborehullenes startpunkt, orientering og lengde er vist i tabell 5. Tabell 5: Kjerneborehullenes startpunkt, orientering og lengde. Koordinatene er i NTM10. Borhull Nord Øst Høyde Asimut [ o ] Inklinasjon [ o ] Lengde BH1H , ,8 115, m BH2H , ,5 113, ,7 m BH3F , ,9 104,1 80-1,8 149 m BH4F , ,4 123, m De loggede kjernene er generelt av god bergmassekvalitet. Unntaket er registrerte leirinfiserte soner og knusningssoner. Under logging ble det registrert RQD verdi per 1m kjerne. RQD er et mål på oppsprekkingsgraden i en bergmasse. Mer presist et mål på prosentandel av intakt berg per meter kjerneprøve, det vil si summen av kjernebiter over 10 cm. Hydraulisk ledningsevne (permeabilitet) kan måles på flere måter. Den mest vanlige målemetoden er vanntapsmåling/lugeon-test. Enheten Lugeon er definert som tapt vann i liter per min per meter borehull, under et konstant overtrykk på 1MPa (10 bar). I tett berg vil Lugeonverdien være lav. Vanntap er i ofte knyttet til seksjoner med lav RQD. De høyeste målte Lugeonverdiene er ved Holstadtunnelen og er på 3,2 og 2,88 L. Dette defineres som moderate vanntap. Dette vanntapet er målt mellom 40 m og 52,5 m i borehullet. I denne seksjonen av borehullet er det også registrert lave RQD verdier samt kjernetap. Ved Frestadtunnelen er den høyeste Lugeonverdien målt til å være 1,1, som tilsier liten til moderat innlekkasje. Dette ble målt i kjerneborehull BH3F ved profilet m. Generelt er RQD verdien høy i borehull BH3F og BH4F. De registrerte Lugeonverdiene er vist i figur 16. Det bemerkes at vanntapsprøver er tatt i noe større intervall enn normalen (ca. 10 m intervall) RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 25 av 64

26 6 Fysiske grunnundersøkelser 3,5 3 2,5 Lugeon 2 1,5 1 0,5 BH1H BH2H BH3F BH4F Meter Figur 16. Registrerte Lugeonverdier i de ulike kjerneborehullene. Generelt er det registret flere kjernekasser med høy RQD, se figur 17. Partier med lav RQD er som regel observert i forbindelse med svakhetssoner, se figur 18. Figur 17. Kjernekassen er fra BH1H fra m. Her er det registrert svært bra fjell. Og partier med RQD på %. I kjerneborehull BH2H ved profil 29,0-29,3 m er det tatt ut leirmateriale som er testet ved fri svelling. Ved fri svelling testen ble det registrert at materialet er aktivt. Og det ble derfor valgt å teste leirmateriale videre ved hjelp av ødometertest. Svelletrykket ved ødometertesten er målt til å være moderat (0,11 MPa) RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 26 av 64

27 7 Dypforvitring Figur 18. Kjernekassen er fra BH2H fra m. I profil 29,0-29,3m er det utført test av fri svelling samt ødometertest. Bergmasse av dårlig kvalitet; tett oppsprukket og delvis leiromvandlet. 7 Dypforvitring Dypforvitringskartene over henholdsvis Holstadtunnelen og Frestadtunnelen er vist i vedlegg D. Over Holstadtunnelen er datagrunnlaget til NGU usikkert, se figur 29 i vedlegg D. På tross av dette antyder kartet at deler av Holstadtunnelen kan komme i kontakt med dypforvitrede seksjoner. Disse seksjonene er definert som områder med mindre sannsynlighet for dypforvitring. Ved Frestadtunnelen er det ikke registrert dypforvitring over fjelltunnelene, se figur 30 i vedlegg D. Det er sannsynligvis dypforvitring i berggrunnen under jordet mellom fjelltunnelene, der tunnelen legges i kulvert. Aktsomhetskartet indikerer også dypforvitring i en av de registrerte forsenkningene som ligger nord for det vestre påhugget RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 27 av 64

28 0 DEL 2: TOLKNINGSDEL DEL 2: TOLKNINGSDEL RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 28 av 64

29 8 Bergartsgrenser, bruddstrukturer og svakhetssoner 8 Bergartsgrenser, bruddstrukturer og svakhetssoner 8.1 Bergartsfordeling og bergartsgrenser Bergartsgrensene på tegningene (V010, V011, V018, V019, V110, V111, V118 og V119) baserer seg på hovedsakelig på NGUs 1: kart og tidligere produserte kart (Graversen, 1984). Det er gjort en redigering av bergartsgrensene over Frestadtunnelen. Redigeringen omtales i underkapittelet. Det er mangel på nøyaktige geologiske kart i prosjektområdet. Dette bidrar til å øke usikkerheten i tegningene. Holstadtunnelen På bakgrunn av feltobservasjoner, kjerneboringen og kartet i figur 2 antas det at Holstadtunnelen i sin helhet ligger i diorittiske til granittiske gneiser. Dette på tross av at NGUs N250 kart angir glimmergneis/paragneis i området. Bergartsfordelingen langs Holstadtunnelen er svært usikker siden store deler av traseen er skjult under løsmasser. Det utelukkes ikke at tunnelen også vil ligge i paragneiser, men dette antas ikke å ha særlig ingeniørgeologisk betydning for tunneldrivingen. I tillegg til gneisene vil berggrunnen dels bestå av intrusivganger av pegmatitt og diabas. Frestadtunnelen Det antas at Frestadtunnelen ligger i diorittisk til granittisk gneis og gabbro. I felt er begge bergarter observert, men det er ikke lagt vekt på detaljkartlegging av bergartsgrensene. Dette skyldes hovedsakelig at de opptredende bergarter er relativt like bergmekanisk. Bl.a. så er det registrert lite variasjoner i bergmassekvaliteten i borhull BH3F og BH4F, som er boret i hhv. gneis og gabbro, se kapitel 9.4. Dermed anses det som unødvendig å avdekke detaljert bergartsfordeling. En annen grunn til at detaljkartlegging ikke er vektlagt er at det er utfordrende å skille mellom de ulike bergartene i felt. Berggrunnskartet i tegning V108, V019, V118 og V119 baserer seg i hovedsak på NGUs N250 berggrunnskart. Eneste redigeringen av bergartsgrensene er i det østligste partiet. Her er gabbrofeltet utvidet slik at hele den østre fjelltunnelen ligger i gabbro. Bakgrunnen til flyttingen av bergartsgrensen er bergartsregistreringer i kjerneborhull BH4F. I den vestre fjelltunnelen antas det bergartene varierer diorittisk til granittisk gneis og gabbro. Det er blant annet registrert gneisbergarter i kjerneborhull BH3F. Langs hele traseen er det også registrert intrusjonsganger av pegmatitt og diabas. Pegmatittgangene kan ha mektigheter på opptil flere meter. Ofte representerer bergartsgrenser svakhetsplan i berggrunnen. Under befaringene har det ikke vært mulig å kartlegge grensen mellom gneis og gabbro, og man har da ikke grunnlag for å vurdere konkret bergmassekvalitet i disse bergartsgrensene. Vi har for øvrig ingen indikasjoner på at bergartsgrensene representerer svakhetssoner som vil ha vesentlig betydning for tunneldriften. Dette bekreftes av utført refraksjonsseismikk, som ikke har vist noen nedsatt seismisk hastighet i bergartsgrensene. Nær tunneltraseen er gneisens foliasjonsretning, ifølge NGUs 1: kart, ca. N o Ø/75-80 o NØ (strøk/fall). Strøket er tilnærmet parallelt med tunneltraseen. Under feltkartleggingene ble det ikke utført foliasjonsmålinger, hovedsakelig siden det ikke var observert foliasjon i majoriteten av bergblotningene RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 29 av 64

30 8 Bergartsgrenser, bruddstrukturer og svakhetssoner I lengdeprofilene antas det at bergartsgrensene følger foliasjonen i gneisene angitt i NGUs 1: kart. Det tilsynelatende fallet i tegningene V108, V019, V118 og V119 er antatt å være rundt 30 o RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 30 av 64

31 8 Bergartsgrenser, bruddstrukturer og svakhetssoner 8.2 Svakhetssoner og bruddstrukturer Svakhetssonene er beskrevet slik de er observert og tolket utfra feltkartleggingen, seismiske undersøkelser, kjerneboring, dypforvitringskart og tidligere rapporter. Holstadtunnelen På bakgrunn av de seismiske undersøkelsene og kjerneboringene er det anslått at tunnelen krysser i alt 4 svakhetssoner. Alle svakhetssonene ligger i den vestre delen av tunneltraseen. Svakhetssonene mellom ca. pr (nordre løp) er kartlagt gjennom kjerneboringer og refraksjonsseismikk. De seismiske undersøkelsene har avdekket to lavhastighetssoner med hhv. 10 m og 13 m mektighet. Hastigheten til begge sonene er på 3900 m/s. Grunnet forholdsvis lav bergoverdekning (ca. 6 m), ingen kartleggingsgrunnlag i dagen, liten avstand mellom sonene og mulig dypforvitring (se figur 29 i vedlegg D) ble det besluttet å kjernebore disse antatte svakhetssonene. I kjerneborhull BHF2 ble bergoverflaten registrert til ca. kote 105,2 ved ca. pr (sørgående løp). Dette gir en bergoverdekning på 3,8 m, hvilket er kritisk lavt. Området omtales ytterligere i kapitel 8.3. I kjerneborhullene er det registrert partier med oppknust berg, og i BH2H er det også registrert partier med leiromvandlet bergmasse med middels svelletrykk, se figur 18. Leiren er testet til å ha middels svelletrykk. Svakhetssonene ved ca. pr vil etter all sannsynlighet kreve tyngre bergsikring i form av armerte sprøytbetongbuer i kombinasjon med forbolter. Tolket mektighet og orientering til svakhetssonene er basert resultat fra seismikk og kjerneloggingen. Begge svakhetssoner har strøk/fall rundt N70 o Ø/80 o SØ. De krysser tunnelen med stor vinkel, hvilket er gunstig. Sonenes mektighet i tunnelnivå er ca. 5 m (ca. pr. 9220, nordre løp) og ca. 8 m (pr. 9245, nordre løp), se tegning V010 og V110. De øvrige svakhetssonene ved Holstadtunnelen er kun registrert gjennom en enkel seismikklinje. Sonene er registrert ved ca. pr og 9085 (nordre løp). Mektigheten til lavhastighetssonene på 11 m (pr. 9010) og 15 m (pr. 9085). Den seismiske hastigheten er registrert til 3100 m/s. Dette er en lavere hastighet enn i partiet som er kjerneboret ved Holstad. Bergoverdekningen ved svakhetssonen på ca. pr er på 12 m (nordgående løp). Svakhetssonen som krysser ved ca. pr (nordgående løp) har sin laveste overdekning over det sørgående løpet. Her er overdekningen ved ca. pr (sørgående løp) på ned mot 7 m. Det antas at disse svakhetssonene har tilnærmet lik karakter som svakhetssonene som ved pr 9220 og I tegningene er disse markert som antatte svakhetssoner. Svakhetssonene ved ca. pr og pr antas å krysse tunnelen tilnærmet normalt. Sonenes strøkretning er estimert basert på resultat fra grunnboringene, og er lagt i de partier hvor det er dypt til fjell. Svakhetssonenes strøkretning er usikre, grunnet lite grunnlag (kun en enkel seismikklinje og grunnboringer). Sonene er antatt å ha vertikalt fall, se tegning V010 og V110. Langs den øvrige tunneltraseen er det ikke registrert svakhetssoner, se tegning V011 og V111. Frestadtunnelen Over fjelltunnelene ved trasé Frestadtunnelen er det registrert fire mulige svakhetssoner. Ved ca. pr (nordgående løp) krysser tunnelen en svakhetssone. Denne sonen er registrert under feltkartlegging, seismiske undersøkelser, dypforvitringskart og med kjerneboring. Svakhetssonen følger en terrengdepresjon, og krysser tunnelene delvis med liten vinkel (30 o -50 o ). Resultatene fra de utførte undersøkelsene og tolkninger av disse indikerer at svakhetssonen faller ca. 50 o i NV-V retning. Under kjerneloggingen ble det registrert partier med delvis leiromvandlet berg (se figur 19) og partier med oppknust berg. Sonens mektighet RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 31 av 64

32 8 Bergartsgrenser, bruddstrukturer og svakhetssoner antas å være rundt 8 m i tunnelnivå. Sikring av svakhetssonen vil trolig kreve tyngre bergsikring i form av armerte sprøytebetongbuer og forbolter. Svakhetssonen er markert i tegning V018 og V118. Figur 19: Borhull BH3F, m. Kassen viser et parti med delvis leiromvandlet bergmasse (markert med røde piler). Leiromvandlingen fortsetter ca. 0,5 i neste kasse også. Tunnelen krysser et terrengsøkk mellom pr (nordgående løp). Denne forsenkningen representerer trolig en svakhetssone. Grunnet en mulig linjeheving ved Frestadtunnelen er fjelldybden i dette partiet grundig undersøkt gjennom fjellkontrollboringer (se V-tegning ). Boringene viser at fjelldybden er opp mot 11 m i dette partiet. Trolig krysser tunneltraseen en mektig svakhetssone her. Svakhetssonen krysser tunnelen tilnærmet normalt, hvilket er gunstig. Den antatte plasseringen er vist i tegning V018 og V118. Plasseringen baserer seg på grunnboringer, kartstudier og feltkartlegging. Det er antatt at sonen har vertikalt fall. Siden sonen antas å være mektig vil det trolig kreve sikring med armerte sprøytebetongbuer, alternativt tykke lag med sprøytebetong dersom bergmassekvaliteten er tilstrekkelig god. Ved ca. pr (nordgående løp) har seismikken avdekket en ca. 13 m bred lavhastighetssone. Sonens hastighet er 2900 m/s, det laveste registrerte ved Frestadtunnelen. Det er også registrert en mulig svakhetssone er gjennom kartstudier og tidligere feltkartlegging. Dette partiet gjenspeiler trolig en mektig svakhetssone. Grunnet de lave seismiske hastighetene er trolig sonen av dårlig til svært dårlig bergmassekvalitet. Sonen krysser tunnelen tilnærmet normalt, hvilket er gunstig med hensyn til stabilitet. Det er antatt at sonen har vertikalt fall. Svakhetssonen er vist i tegning V019 og V119. Det vil trolig bli nødvendig å sikre dette partiet med armerte sprøytbetongbuer i kombinasjon med forbolter. Ved ca. pr krysser tunnelen et markert terrengsøk. For å kartlegge fjelldybden er terrengsøkket undersøkt med flere fjellkontrollboringer. Fjelldybden varierer mellom 0,2-13,7 m i borpunktene, med til dels store variasjoner mellom nærliggende punkter (se tegning V ). Området er også undersøkt med en kjerneboring. Kjerneboringen har ikke avdekket noen knusningssone. Bergmassen i borhullet er gjennomgående av god bergmassekvalitet, se kap Trolig er kjerneborhullet boret i feil retning i forhold til den antatte svakhetssonen. Svakhetssonen antas å ligge lengre vest enn først antatt. Det bemerkes at kjerneborhullet ble boret i forkant av de omfattende fjellkontrollboringene. Terrengsøkket representer trolig en mektig svakhetssone som krysser tunnelen tilnærmet normalt ved ca. pr (nordgående løp). Det antas at svakhetssonen har en vertikal helning. Under passering av svakhetssonen vil det trolig bli nødvendig med tung bergsiking i form av armerte sprøytebetongbuer og muligens forbolter. Svakhetssonen er vist i tegning V019 og V RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 32 av 64

33 8 Bergartsgrenser, bruddstrukturer og svakhetssoner 8.3 Bergoverdekning Resultater fra grunnboringer, kjerneboringer, refraksjonsseismikk og feltkartlegging er benyttet for å vurdere bergoverdekningen over tunnelalternativene. Det er generelt tatt utgangspunkt i et krav om min. 5 m bergoverdekning i tunnelpåhuggene. Et unntak her er påhugget for nordgående tunnelløp ved nordre påhuggsområde for Holstadtunnelen, der antatt bergoverdekning er ca. 3,1. Med eventuelle ekstra sikringstiltak vurderes dette som akseptabelt. For seismiske undersøkelser er nøyaktigheten ved beregning av løsmassetykkelsen tradisjonelt angitt til 2 meter eller 20 % for refraksjonsseismiske målinger. Avvik fra normal angitt nøyaktighet kan forekomme ved ugunstige tolkningsforhold, siderefraksjon og i forbindelse med lavhastighetssoner og blindlag i løsmasser (lag med lavere hastighet under lag med høyere hastighet). Holstadtunnelen Bergoverdekningen over Holstadtunnelen vil bli forholdsvis begrenset. Den maksimale bergoverdekningen forventes å bli ca m. Over det nordgående løpet kommer minste bergoverdekning ned mot 6 m (ca. pr. 9225). Den laveste bergoverdekningen er på ca. 3,8 m, registrert over det sørgående løpet (ca. pr. 9250). Bergoverdekning under 5-6 m anses som kritisk, men i dette tilfellet er det vurdert som gjennomførbart, forutsatt at ulike tiltak utføres før, under og etter driving (jfr. tabell 17). I løpet av byggeplanfasen må det utføres supplerende fjellkontrollboringer over dette partiet. Boringene må være tilstrekkelig tett plassert, slik at tilfredsstillende kartlegging av bergoverdekning lokalt oppnås. Under er det traseen til det sørgående løpet om omtales: Ved det vestre påhugget ligger bergoverflaten på kt Bergoverflaten stiger langs traseen østover til kt. 115 før den går noe ned i en forsenkning ved pr Etter forsenkningen stiger bergoverflaten opp til kt. 124 ved pr Deretter faller bergoverflaten slakt langs traseen mot det østre påhugget. Ved pr (østre påhugg) er bergoverflaten registrert på ca. kt Frestadtunnelen Bergoverdekningen blir større over Frestadtunnelen enn over Holstadtunnelen. Fra det vestre påhugget stiger bergoverflaten før den synker i en forsenkning ved pr Her er bergoverdekningen ned mot 9 m. Etter dette stiger bergoverflaten fram mot pr til ca. kt Ved ca. pr passerer tunnelen en forsenking hvor bergoverdekningen er ned mot 9 m. Bergoverflaten stiger etter dette over de neste 100 m, før den faller ned mot overgangen mellom fjelltunnelen og løsmassetunnelen, pr Bergoverdekningene over den vestre overgangen er på ca. 7 m. Under er det traseen til det nordgående løpet om omtales: Ved den østre overgangen (pr ) mellom berg og løsmassetunnel er bergoverdekningen på ca. 9,5 m. Etter overgangen stiger bergoverflaten fram til en forsenkning ved ca , bergoverdekningen er på ca. 10 m her. Tunnelen passerer så under en bergkolle hvor overdekningen er opp mot 26 m. Tunnelen passere en markert forsenkning i terrenget ved ca I denne forsenkningen er bergoverdekningen registrert ned mot 10 m. Etter dette stiger bergoverflaten opp mot kt Ved det østre påhugget er bergoverdekningen ca. 6,5 og 11 m for hhv. nord- og sørgående løp RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 33 av 64

34 9 Bergmassekvalitet 8.4 Boringer. Målesteder, resultater og metoder med overslag over usikkerhet Usikkerhet for fjellkontrollboringer vurderes generelt som lav, men kan være knyttet til følgende forhold: - Påboring av større blokker feiltolket som bergoverflate - Boravvik - Innmålingsfeil Feiltolking som følge av påboring av blokker er korrigert for ved at det bores ca. 3 m i fast berg. Boravvik som følge av at borstålet bøyes av mot blokker i morenegrunn kan ikke utelukkes. Sannsynligheten for innmålingsfeil antas å være liten, gitt kvalitetssikringen av dataene. 9 Bergmassekvalitet 9.1 Feltkartlegging utført under kommunedelplan I forbindelse med kommunedelplanen er bergmassekvaliteten beregnet på flere lokaliteter. Spenningsfaktoren (SRF) justert opp i områder nær påhuggene. For mer informasjon henvises det til rapport: «E18 Akershus grense Vinterbro,. RockMass AS, 2012». Frestadtunnelen Q-verdien er registrert ved 15 lokaliteter, se figur 20 og tabell 20 i vedlegg B. Majoriteten av de estimerte Q-verdiene ligger i bergmasseklasse C (tilsvarer en moderat oppsprukket bergmasse). Tabell 6 viser største, minste og gjennomsnittlige Q-verdi registrert ved tidligere undersøkelser. Den minste Q-verdien er ned mot 1,7. Den er lokalisert nær den østre overgangen mellom løsmasse- og fjelltunnelen. Nær dette punktet er det registret en lavhastighetssone, se figur 15. Lavhastighetssonen er inntegnet som en svakhetssone i de ingeniørgeologiske tegningene, se vedlegg G. Tabell 6: Største, minste og gjennomsnittlige Q-verdi over Frestadtunnelen (RockMass, 2012). Minste Q-verdi Maksimal Q-verdi Gjennomsnittlig Q-verdi 1, , RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 34 av 64

35 9 Bergmassekvalitet Figur 20: Registrerte Q-verdier ved Frestadtunnelen (fra kommunedelplanen). Holstadtunnelen Det er lite bergblotninger nær tunneltraseen og kun tre Q-verdier er estimert, se figur 21 tabell 21 i vedlegg B. Q-verdien er estimert til 22 i samtlige lokasjoner, og bergmassen er tilsvarende lite oppsprukket (bergmasseklasse A) RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 35 av 64

36 9 Bergmassekvalitet Figur 21: Registrerte Q-verdier ved Holstadtunnelen (fra kommunedelplanen). 9.2 Feltkartlegging i reguleringsplanfasen Beregnede Q-verdier fra feltkartleggingen som er utført i forbindelse med reguleringsplanene, er gjengitt under. I beregningene er det antatt at J w og SRF er lik 1 ved samtlige lokaliteter. Holstadtunnelen Det er kun registrert Q-verdi ved bergskjæringen nord for Holstadkrysset, se tabell 6. Tabell 7: Registrerte Q-verdier under feltkartlegging nær trasé Holstadtunnelen. Lokalitet RQD J n J r J a J w SRF Q GPS pkt , Frestadtunnelen Ved Frestadtunnelen er Q-verdien registrert ved to lokaliteter, se tabell 8 og figur 8. Lokalitetene er markert på kartet i figur 8. De øvrige bergblotningene over og nær tunneltraseen er generelt lite oppsprukket, og ligger trolig i tilsvarende Q-verdiintervall som de kartlagte Q-verdiene i tabell 8. Tabell 8: Registrerte Q-verdier under feltkartlegging nær trasé Frestadtunnelen. Lokalitet RQD J n J r J a J w SRF Q GPS pkt , GPS pkt , RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 36 av 64

37 9 Bergmassekvalitet 9.3 Refraksjonsseismikk Refraksjonsseismikk er et nyttig verktøy for å avdekke mulige svakhetssoner, samt få en indikasjon over bergmassekvaliteten i området. Mulige korrelasjoner mellom seismisk hastighet, bergmasseforhold og sikringsomfang er vist i tabell 9. I mange tilfeller kan den seismiske hastighet relateres direkte til bergmassekvalitet. For eksempel: Q-verdi > 10 har som regel Vp > 4500 m/s og Q-verdi < 1 har som regel Vp < 3500 m/s (SVV, 2010b). Tabell 9: Mulige korrelasjoner mellom seismisk hastighet, bergmassekvalitet og bergsikring i skandinaviske tunneler. Modifisert fra (Palmström, 1996). Seismisk hastighet (m/s) Mulige bergmasseforhold Mulig sikringsomfang < 3000 Knusningssoner (oppknust bergmasse i svakhetssoner). Svært omfattende Tett oppsprukket bergmasse. Omfattende Tett til middels oppsprukket bergmasse Middels til høyt Delvis til middels oppsprukket bergmasse Lite til moderat > 5000 Massivt berg Lite Med unntak av enkelte partier, er det generelt registrert høye seismiske hastigheter over begge tunneltraseene. Dette indikerer god bergmassekvalitet langs store deler av tunneltraseene. 9.4 Kjerneboringer Det vises til datarapport for kjernelogging, rapportnummer RIGberg-RAP-002- Kjernelogging datert den 17. mars Noen av kjerneborehullene kan ha blitt boret parallelt med sprekkeretninger i bergmassen, og disse er derfor vanskelig å plukke opp under logging av kjernene. Kjernehullene er boret igjennom dagfjellsonen, og bergmassekvaliteten her ser ut til å være bra. Tabell 10. Q-verdi iht. bergmasseklasse. Bergmasseklasse Q-verdi A/B >10 C 4-10 D 1-4 E 0,1-1 F 0,01-0,1 G <0, RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 37 av 64

38 9 Bergmassekvalitet Holstadtunnelen Registrering og logging utført i kjerneborehull BH1H, viser at hovedsakelig ligger bergmassen i klasse C og A/B. Se tabell 10 for fordeling av bergklassen i henhold til registrerte Q-verdier ved logging. Kjernen består for det meste av diabas og gneis, med innslag av pegmatitt. I tillegg opptrer også amfibolitt og kvarts. Tabell 11. Borehull BH1H, fordeling av logget bergmasseklasse grafisk fremstilt. Q fordeling 45% 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% A/B C D E F G Q fordeling 34% 41% 14% 11% 0% 0% I kjerneborehull BH2H er bergmasseklassen hovedsakelig i A/B, det er logget at ca. 50% ligger i klasse A/B. Det er logget at denne kjernen består for det meste av bergarten diabas med pegmatittiske ganger. Stedvis også noe innslag av breksje, kvarts og amfibolitt. Tabell 12. Borehull BH2H, fordeling av logget bergmasseklasse grafisk fremstilt. Q fordeling 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% A/B C D E F G Q fordeling 50,0 % 17,6 % 20,6 % 11,8 % 0,0 % 0,0 % RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 38 av 64

39 9 Bergmassekvalitet Frestadtunnelen Fra kjerneborehull BH3F er det logget at bergmasseklassen hovedsakelig ligger i A/B. 56% er registrert i denne bergklassen. Bergarten er her hovedsakelig gneis, med pegmatittiske ganger. Og stedvis innslag av diabas, kvarts og amfibolitt. Tabell 13. Borehull BH3F, fordeling av logget bergmasseklasse grafisk fremstilt. Q fordeling 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% A/B C D E F G Q fordeling 56% 22% 13% 8% 1% 0% I kjerneborehull BH4F er det registrert gabbro som gjennomgående bergart. Hele 73% er logget til å ligge i bergmasseklasse A/B. Tabell 14. Borehull BH4F, fordeling av logget bergmasseklasse grafisk fremstilt. 80% 70% 60% Q fordeling Axis Title 50% 40% 30% 20% 10% 0% A/B C D E F G Q fordeling 73% 18% 6% 3% 0% 0% RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 39 av 64

40 9 Bergmassekvalitet 9.5 Oppsummerende tolking Store deler av tunnelene vil trolig ligge i bergmasseklasse A/B til C, med unntak av svakhetssoner og påhugg. Vurderingen baserer seg på feltkartlegging, kjerneboring og refraksjonsseismikk. De observerte bergblotningene er generelt lite oppsprukket og av god kvalitet. Det påpekes at bergblotninger som er synlige i dagen ofte representerer sterke seksjoner av bergmassen, siden svakere bergmassepartier er som regel ikke synlig i dagen. Antatt fordeling av bergmasseklassene i de ulike fjelltunnelene er vist tabell 15 og tabell 16. De antatte bergmassefordelingene i tunnelene er forholdsvis like, på tross av at det antas noe bedre bergmasseforhold ved Frestadtunnelen. Tabell 15: Antatt fordeling av bergmasseklassene i Holstadtunnelen. Holstadtunnelen Bergmasseklasse Antatt fordeling A/B 50 % C 25 % D 20 % E 4 % F 1 % G 0 % Tabell 16: Antatt fordeling av bergmasseklassene i Fredtunnelen. Frestadtunnelen Bergmasseklasse Antatt fordeling A/B 60 % C 20 % D 15 % E 4 % F 1 % G 0 % RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 40 av 64

41 10 Rystelser 10 Rystelser Bygg inntil 100 m fra tunneltraseene besiktiges i forkant av drivingen. I etterkant av besiktigelsen kan endelig grenseverdi fastsettes for byggverkene. I forkant av besiktigelsene skal bygningene kartlegges utvendig for å kunne angi foreløpige rystelseskrav. Dette bør gjøres i forbindelse med byggeplanen. Foreløpig settes grenseverdien til byggene til 35 mm/s. Dette er basis grenseverdi for byggverk iht. NS :2012-med endringsbilag Den nye sprengningsstadarden anses som fornuftig å bruke, grunnet løsmassene over Holstadtunnelen. Bruk av ny standard vil gi mer fornuftige grenseverdier ved målinger på løsmasser. NS :2012+A sidestilles med NS8141 utgaven fra I de vestre delene av Holstadtunnelen går traseen under og nær eksisterende bebyggelse. Bl.a. ligger det her en skole og en barnehage. Det er liten overdekning og rystelsene vil være spesielt merkbare her. For å begrense vibrasjonene vil det være aktuelt å drive tunnelen med reduserte salvelengder i de seksjonene som ligger under eller svært nær bebyggelsen (ca. 10 m) langs den aktuelle tunneltraseen. Ved Frestadtunnelen ligger de nærmeste byggene ca unna tunneltraseen. Disse er aktuelle å besiktige i forkant av sprengningsarbeidene. Under tunneldrivingen må sprengingsvibrasjonene overvåkes for å sikre at de fastsatte grenseverdier overholdes. 11 Løsmasser og geotekniske forhold 11.1 Setninger Over Frestadtunnelen er det stort sett lite løsmasser, og det er ingen bebyggelse over tunnelene. Faren for eventuelle setninger er lave, og konsekvenser for det ytre miljøet er da tilsvarende redusert. Det er bebyggelse over og nær traseen til Holstadtunnelen. Utfra boreleders kommentarer er det observert forskjellige løsmassetyper bestående av: leire, silt, morene, grus og sand. Det presiseres at boreleders kommentarer er basert på skjønn/vurderinger av massetyper under boring, og er kun veiledende. Dersom grunnvannssenkning forekommer, kan det oppstå setninger i området. Det er ikke gjort vurderinger i denne rapporten angående hvor sensitive løsmassene er i forhold til eventuelle setninger. Det er uvisst om bygningene er fundamentert på løsmasser eller berg. Dette bør undersøkes i starten av byggeplanfasen. Dersom byggene er fundamentert på berg kan det være aktuelt å moderere innlekkasjekravene i området Påhugg Geoteknisk vurdering av påhugg for tunnelene er beskrevet til RIG-NOT-021. Det er gitt et kort sammendrag i teksten under: Holstadtunnelen: Byggegrop for tunnelpåhugg ved Holstad vest kan etableres som åpen graving, men behovet for en midlertidig støttekonstruksjon mot fyllingen ved Haugerud gård må vurderes. Byggegrop RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 41 av 64

42 11 Løsmasser og geotekniske forhold for tunnelpåhugg ved Holstad øst kan etableres som åpen graving, men det er viktig å avklare at løsmasseskjæringen ikke kommer i konflikt med avdekket verneområde. Frestadtunnelen: Byggegrop for tunnelpåhugg ved Frestad vest kan etableres som åpen graving, men det er viktig å avklare lokalstabiliteten ved etablering av byggegropen, med hensyn på den bløte leira registrert nord for portalen. Byggegrop for løsmassetunnelen forutsettes å kunne etableres med åpen graving. Mot påhugg for tunnelene i berg forutsettes det at det renskes mot berg, og etableres arbeidssikring mot løsmassene hvis det viser seg behov. Omfang bløt leire må kartlegges i byggeplan og behov/ omfang av KS-stabilisering av traubunn må vurderes. Byggegrop for tunnelpåhugg ved Frestad øst kan etableres som åpen graving. Mot påhugget forutsettes det at det renskes mot berg og etableres skjæring i løsmassene. Ved behov må det etableres arbeidssikring mot løsmassene Miljø Det er ingen områder over tunnelen som er vernet grunnet miljøhensyn RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 42 av 64

43 12 Hydrologiske og hydrogeologiske forhold 12 Hydrologiske og hydrogeologiske forhold 12.1 Innledning Hensikten med å tette en tunnel er firedelt: Unngå skader på natur. Unngå skader på bebyggelse og annen infrastruktur. Tilfredsstille tunnelens funksjonskrav som byggverk. Redusere eventuelle pumpekostnader. Krav til maksimal innlekkasje til tunnel vurderes primært i forhold til sårbarhet i ytre miljø og setningsfare på bebyggelse. Og har i de senere år ved veg- og jernbanetunneler også begynt å legge større vekt på å redusere fuktigheten inne i tunnelen, med hensyn til all elektronikken som skal monteres. Konsekvensen av en grunnvannssenkning avhenger av hvor den skjer. Skader på vegetasjon vil kunne oppstå ved en senkning av grunnvannet i typiske våtmarksområder, mens en senkning av grunnvannet der vegetasjonen er mer avhengig av sigevann ikke nødvendigvis fører til store skader. Skader på bebyggelse oppstår ved poretrykksreduksjoner i kompressible løsmasser. Poretrykksreduksjoner kan skje selv ved relativt små lekkasjer inn mot tunnelen dersom løsmassenes hydrauliske ledningsevne er liten, som f.eks. ved siltig leire. Slike masser er derfor utsatt for setninger selv om vannmagasinet i avsetningen er betydelig. I slike tilfeller er det derfor lite hensiktsmessig å vurdere vannbalanseforhold, fordi vannet i avsetningen i praksis ikke er tilgjengelig Brønner Det er foretatt registrering av private grunnvannsbrønner langs den planlagte veitraseen. Utfra disse registreringene kommer det frem at det er brønner nær Holstadtunnelen, se figur 25 i vedlegg C. Disse brønnene er hovedsakelig drikkevannsbrønner både i fjell og i løsmasser, samt to energibrønner. Samtlige brønner ligger rundt m unna tunneltraseen. Brønnene kan bli påvirket av tunneldrivingen og eventuelle grunnvannsenkninger som oppstår som følge av innlekkasjer inn mot tunnelen. Det er en brønn nær Frestadtunnelen, se figur 27 i vedlegg C. Brønnene er ca. 200 m sør for det østligste påhugget. Denne brønnen er registrert i brønnregisteret til NGU, men er ikke innmeldt av grunneier. Det er mulig at brønnen ikke lengre er i bruk. Brønnene nær tunneltraseene må testes med hensyn på tilstand, vannkvalitet og kapasitet. Da er førtilstanden til brønnene kjent, i tilfelle det oppstår endringer som følge av tunnelen Vannmagasin Majoriteten av løsmassene over Holstadtunnelen har et begrenset grunnvannspotensiale iht. NGUs grunnvannsdatabase (figur 26 vedlegg C). Løsmassene har et begrenset potensial er bl.a. randmorener og strandavsetninger. Ved Frestadtunnelen er det som nevnt lite løsmasser, kun et lite område i øst bestående av marine strandavsetninger. Her er det antatt å være begrenset grunnvannspotensiale, se figur 26 i vedlegg C RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 43 av 64

44 12 Hydrologiske og hydrogeologiske forhold 12.4 Krav til innlekkasjer Det er jordbruksområder, samt bebyggelse, over Holstadtunnelen. Det er ikke avdekket om bebyggelsen er fundamentert på løsmasser eller berg. Dette er undersøkelser som må foretas i starten av byggeplanen. Fra det vestre påhugget fram til Rv. 152 (pr. 9450, nordre løp) foreslås en grense på l/min/100 m tunnel. For den resterende del av Holstadtunnelen foreslås en grense på l/min/100 m tunnel. Frestadtunnelen går under to åsrygger hvor det stort sett er lite løsmasser. En foreslått grense på maksimalt tolerert innlekkasje er l/min/100 m tunnel Injeksjon Bergmassen er generelt lite oppsprukket og det antas for det meste punktlekkasjer i tunnelene. Vanntapsmålinger i kjerneborhullene indikerer stort sett lite vanntap, med unntak av enkelte seksjoner der det er registrert moderate vanntapsmengder. Dette gjelder en ca. 12 m lang seksjon i borhull BH1H og en ca. 10 m lang seksjon i BH3F. Vanntapet var størst i BH1H etter Lugeontesting. Vanntapsmålingene indikerer at det kan oppstå moderate innlekkasjer i mindre partier langs tunneltraseen. Dersom innlekkasjene overstiger det anbefalte innlekkasjekravet vil det bli nødvendig med forinjeksjon. For å avdekke mulige injeksjonsbehov bør svakhetssoner sonderbores før de passeres. Små innlekkasjer vil trolig ha lite innvirkning på omgivelse over dersom den hydrauliske ledningsevnen til de de overliggende løsmassene er lave. Siden løsmassene over tunnelen domineres av marine avsetninger anses dette som tilfellet. Moderate innlekkasjer i tunnelen vil ha en negativ innvirkning på overliggende omgivelser. Grunnet bebyggelsen anses områdene over vestre del av Holstadtunnelen som mest sårbar. I Holstadtunnelen vil omfanget av forinjeksjon bestemmes utfra sonderboringer. Omfanget her er avhengig av innlekkasjekravet som settes. Hvis det settes et strengt krav, vil omfanget av forinjeksjon kunne bli betydelig. Trolig vil det ikke bli behov for forinjeksjon ved Frestadtunnelen, men det utelukkes ikke at det kan bli aktuelt i enkelte seksjoner Videre hydrogeologiske og hydrologiske undersøkelser Under byggeplan må fundamenteringsforholdene til bygningene nær Holstadtunnelen avdekkes. Dersom byggene er fundamentert på berg vil det være aktuelt å øke grensen for tillatt innlekkasje. I byggeplanfasen må det også settes opp poretrykksmålere i samtlige påhuggområder, og i enkelte områder over Holstadtunnelen, primært nær eksisterende bebyggelse. Målingene må igangsettes tidlig i byggeplanfasen for å fange opp naturlige variasjoner i grunnvannet i forkant av tunneldrivingen. Vår anbefaling er at disse undersøkelsene startes opp så snart som mulig, før det er for sent RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 44 av 64

45 13 Bergstabilitet i påhuggsområdene 13 Bergstabilitet i påhuggsområdene Det er utført kinematiske analyser i Dips 6.0 på grunnlag av sprekke- og skjæringsorienteringene. Disse analysene viser at ulike ustabiliteter kan oppstå i forskjæringene: plan utglidning, toppling og utglidning av kiler. Stabiliteten til kilene er vurdert ved hjelp av programvaren Swedge. Holstadtunnelen Kiledannelse i den nordre og søndre forskjæringen vil kunne forekomme. Kilene som dannes i den søndre forskjæringen vil trolig være stabile selv uten bergsikring. I den nordre forskjæringen kan det dannes kiler som bør sikres med bolter, eventuelt fjernes kontrollert. Det er gjort 39 sprekkeregistreringer ved kun to lokaliteter. Dermed er grunnlaget rundt oppsprekkingen langs tunneltraseen usikkert, og det kan forekomme variasjoner. Frestadtunnelen Det opptrer, som tidligere nevnt, et sub-vertikalt sprekkesett (sett 3) som har strøkretning tilnærmet parallelt tunnelen. Settet kan forårsake stabilitetsproblemer i forskjæringene i form av plan utglidning og toppling. De andre sprekkesettene er orientert med 50 o -90 o vinkel på forskjæringens strøkretning. Disse sprekkene vil kunne øke sannsynligheten for stabilitetsproblemer forårsaket av sprekkesett 3, spesielt i de nordre forskjæringene. Sprekkesett 1 er har samme strøkretning som påhuggsflatene, og kan bidra til ustabiliteter i form av plan utglidning og toppling. I det østlige påhuggsområdet vil det bli høye bergskjæringer (over 10 m høyde). Dette gjelder kun det sørgående løpet. Områdene med høye bergskjæringer er påhuggsflaten og ca.10 meter av de sørlige forskjæringene (ca. pr ). Bergskjæringene må utredes i en egen ingeniørgeologisk rapport (SVV, 2009/11). Denne utredningen bør utarbeides i forbindelse med byggeplan. 14 Bergspenninger Det er ikke utført spenningsmålinger i forbindelse med prosjektet. I det sørøst-norske grunnfjellet er det oftest moderate høydeforskjeller, og det har generelt ikke vært større spenningsproblemer i regionen (Løset, 2006). Dersom tunnelene kommer i kontakt med dagfjellet kan bergspenningene være lave. Lave innspenninger er ugunstig ved tunneldriving. Hvis innspenningene er lave i dagfjellet vil det bli økt behov for forbolter RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 45 av 64

46 15 Vanskelighetsgrad 15 Vanskelighetsgrad Sammenstillinger er gjort i henhold til Eurokode 7, observasjonsmetoden. Prinsippet for observasjonsmetoden er at geologiske forhold kartlegges i forbindelse med prosjektering og defineres i henhold til geoteknisk kategori. Geoteknisk kategori for tunnelstrekninger fremkommer som en matrise (se figur 22) av konsekvensklasse/pålitelighetsklasse (CC/RC) og vanskelighetsgrad (Jfr. Eurokode 7). Figur 22: Definisjon av geoteknisk kategori (NBG, 2011) Håndbok N500 tar utgangspunkt i den utgåtte standarden NS3480. Ifølge NS3480 vil alle vegtunneler i utgangspunktet ligge i prosjektklasse 3, grunnet faren for personskader og ulykker med døden til følge. Dette medfører til følgende krav til kontrollomfang: Kontroll utføres av person eller organisasjon som er uavhengig av den bergteknisk prosjekterende, i tillegg til vanlig kontroll. For tunneler der forundersøkelsene viser godt og forutsigbart berg kan det være aktuelt å benytte prosjektklasse 2. Ved prosjektklasse 2 reduseres det påkrevde kontrollomfanget til en fagkyndig sidemannskontroll, i tillegg til egenkontroll. Skal kravet om uavhengig kontroll imøtekommes må pålitelighetsklassen settes til: CC/RC 3. For å imøtekomme kravet om uavhengig kontroll må pålitelighetsklassen CC/RC 3 benyttes. Med supplerende undersøkelser kan pålitelighetsklassen trolig reduseres til CC/RC 2 over deler av tunnelstrekningen. Vanskelighetsgraden vurderes på grunnlag av grunnforhold og type prosjekt, og kan klassifiseres som følger (NBG, 2011): Lav: Middels: Høy: Oversiktlige og enkle grunnforhold eller et prosjekt som er lite påvirket av grunnforholdene. Noe uoversiktlige eller vanskelige grunnforhold og et prosjekt som er påvirket av grunnforholdene. Uoversiktlige eller vanskelige grunnforhold og et prosjekt som er påvirket av grunnforholdene. Ved Holstadtunnelen er vanskelighetsgraden vurdert som moderat i partier mellom svakhetssoner og påhugg. I svakhetssoner og påhugg er vanskelighetsgraden vurdert som høy. Vanskelighetsgraden er hovedsakelig satt på grunnlag av løsmasseoverdekningen og bebyggelsen nær tunneltraseen. Benyttes CC/RC 3 vil den geotekniske kategorien bli 2/3 og 3 i disse partiene. Grunnet løsmasseoverdekningen anbefaler det å beholde CC/RC på 3. Ved Frestadtunnelen er forholdene mer oversiktlige. Vanskelighetsgraden er her vurdert som lav mellom svakhetssoner og påhugg. I svakhetssoner og det østre påhugget (grunnet høye bergskjæringer) er vanskelighetsgraden vurdert som høy. I øvrige påhuggsområder er vanskelighetsgraden vurdert middels RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 46 av 64

47 16 Oppsummering av utfordrende områder Over store deler av traseen er det gjort undersøkelser og observert bergblotninger. Disse undersøkelsene indikerer god bergmasse i partier utenom svakhetssonene. I partier utenom svakhetssoner og påhugg er reduseres til CC/RC 2, noe som gir GK = 1. Påhuggsområdene og svakhetssoner er områder med større grad av usikkerhet her beholdes CC/RC på 3. Hvilket gir GK = 3 for svakhetssonene og det østre påhuggsområdet. I de øvrige påhuggsområdene er GK = 2/3. 16 Oppsummering av utfordrende områder Holstadtunnelen De utfordrende områdene langs trasé for Holstadtunnelen er oppsummert i tabell 17 under. Tabell 17: Utfordrende områder langs trasé for Holstadtunnelen. Tabellen omfatter kun områder som anses å innebære bergtekniske utfordringer. Utfordrende parti Tunnelløp Profil Oppsummering Mulige tiltak Påhugg Sørgående løp 8940 Nordgående løp 8930 Påhugget er planlagt etablert med hhv. 6,7 m (sørgående løp) og 3,1 m (nordgående løp) bergoverdekning. Sikres normalt med spilingbolter og sprøytebetong. Dobbel rast spiling-bolter ved påhugg, nordgående løp. Svakhetssone Sørgående løp 9015 Nordgående løp 9010 Krysser en antatt svakhetssone. Svakhetssonen er registrert ved refraksjonsseismikk. Sonderboring. Spilingbolter. Armerte sprøytebetongbuer. Svakhetssone Sørgående løp 9100 Nordgående løp 9085 Krysser en antatt svakhetssone. Svakhetssonen er registrert ved refraksjonsseismikk. Bergoverdekningen er ned mot 7,5 m (sørgående løp) Sonderboring, både for kontroll av sone og for kontroll av overdekning. Korte salvelengder vurderes. Spilingbolter. Armerte sprøytebetongbuer. Svakhetssone Sørgående løp Nordgående løp Krysser en svakhetssone som er registrert ved seismikk og kjerneboring. Det er registrert partier med oppknust berg i kjerneborhull BH1H. Bergoverdekningen over nordgående løp er ned mot 6,2 m. Sonderboring, både for kontroll av sone og for kontroll av overdekning. Korte salvelengder vurderes. Spilingbolter. Armerte sprøytebetongbuer RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 47 av 64

48 16 Oppsummering av utfordrende områder Over sørgående er bergoverdekningen ca. 9,2 m. Sørgående løp Nordgående løp Svakhetssone og lav bergoverdekning Krysser en svakhetssone som er registrert ved seismikk og kjerneboring. Det er registrert partier med oppknust og leirholdig berg i kjerneborhull BH2H. Leiren er ødometertestet, og har et middels svelletrykk. Bergoverdekningen øst for den registrerte svakhetssonen er meget lav, ca. 3,8 m over sørgående tunnelløp, profil Det må utføres supplerende fjellkontrollboringer i dette området, pr (byggeplan). Under tunneldriving: Sonderboring, både for kontroll av sone og for kontroll av overdekning. Korte salvelengder, og evt. delte salver vurderes. Forsiktig sprengning. Spilingbolter. Armerte sprøytebetongbuer. Full utstøping som permanent sikring vurderes. Parti med lav bergoverdekning. Havarilommer i begge løp (pr ) og tverrslag (pr ). Sørgående løp Nordgående løp Over sørgående løp er antatt bergoverdekning 3,8-6 m i partiet pr Over nordgående løp er bergoverdekningen over 6 m i dette partiet. Havarilommer gir stor spennvidde / store tunneltverrsnitt, men utført seismikk viser god bergkvalitet i dette partiet (seismisk hastighet på 5300 m/s). Sonderboring for kontroll av overdekning. Korte salvelengder, og evt. delte salver vurderes. Forsiktig sprengning. Spilingbolter. Armerte sprøytebetongbuer. Påhugg Sørgående løp Påhuggene er planlagt etablert med antatt Nordgående løp ,8 m og 5,1 m bergoverdekning over hhv. sør- og nordgående løp. Sikres normalt med spilingbolter og sprøytebetong. Dobbel rast spiling-bolter vurderes RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 48 av 64

49 16 Oppsummering av utfordrende områder Frestadtunnelen De utfordrende områdene langs trasé Frestadtunnelen er oppsummert i Tabell 18 under. Tabell 18: Utfordrende områder langs trasé Frestadtunnelen. Tabellen omfatter kun områder som anses å innebære bergtekniske utfordringer. Utfordrende parti Tunnelløp Profil Oppsummering Mulige tiltak Påhugg Nordgående løp Påhuggene er planlagt etablert med hhv. 6,7 m bergoverdekning Sørgående løp over sørgående løp, og 7,4 m over nordgående løp. Sikres normalt med spilingbolter og sprøytebetong. Svakhetssone Nordgående løp Sørgående løp Tunnelen krysser en svakhetssone som er registrert ved seismikk og kjerneboring. Sonen ses også som en forsenkning i terrenget. Sonderboring. Spilingbolter. Armerte sprøytebetongbuer. Svakhetssone Nordgående løp Sørgående løp Svakhetssonen ses som en forsenkning i terrenget. Det er utført flere boringer over tunneltraséen. Løsmassemektigheten er opp mot 11,2 m. Bergoverdekning er antatt min. ca. 12 m. Sonderboring. Spilingbolter. Armerte sprøytebetongbuer. Overgang fjellog løsmassetunnel Nordgående løp Sørgående løp Antatt bergoverdekning i overgangen er 9,9 m over sørgående og 7,8 m over nordgående tunnelløp. Spilingbolter kombinert med sprøytebetong. Overgang fjellog løsmassetunnel Nordgående løp Sørgående løp Antatt bergoverdekning i overgangen er 5,8 m over sørgående og 9,4 m over nordgående tunnelløp. Spilingbolter kombinert med sprøytebetong RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 49 av 64

50 16 Oppsummering av utfordrende områder Svakhetssone Nordgående løp Sørgående løp Svakhetssonen er registrert ved refraksjonsseismikk (2900 m/s). Den ses også som en forsenkning i terrenget. Antatt min. bergoverdekning er 7 8 m (sørgående løp). Sonderboring, både for kontroll av sone og for kontroll av overdekning. Korte salvelengder vurderes. Spilingbolter. Armerte sprøytebetongbuer. Svakhetssone Nordgående løp Den antatte svakhetssonen ses som en forsenkning i terrenget. Det er også registrert store løsmassemektigheter gjennom flere grunnboringer, opp mot 13,7 m. Antatt min. bergoverdekning er ca. 10 m (sørg. løp). Sonderboring, både for kontroll av sone og for kontroll av overdekning. Korte salvelengder, og evt. delte salver vurderes. Spilingbolter. Armerte sprøytebetongbuer. Sørgående løp Det er utført en kjerneboring i dette partiet. Kjerneboringen registrerte ingen svakhetssone. Det antas at boringen bommet på svakhetssonen. Påhugg Nordgående løp Bergoverdekning er antatt 10,9 m over sørgående og 7,1 m Sørgående løp over nordgående løp. Spilingbolter kombinert med sprøytebetong. Søndre forskjæring Sørgående løp Høye bergskjæringer. Bergskjæringshøyde er maks ca. 18 m (i påhugget). Systematisk bolting. Steinsprangnett / sprøytebetong RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 50 av 64

51 17 Anvendelse av sprengstein 17 Anvendelse av sprengstein For å sikre at kvaliteten på bergartene oppfyller kravene fra Statens vegvesen, bør et utvalg av bergartene testes mhp. motstands- og slitasjeevne. Dette kan gjøres med Los Angelesmetoden 1 og Micro-Deval metoden 2. Prøvene som testes bør være så uforvitrede som mulig. For å utføre disse testene i hht. Statens vegvesens krav, må minimum 80 kg prøve tas fra et prøvepunkt. Det er to pukkbrudd i nærregionen; Vinterbro og Holbø. Disse pukkbruddene drives i forholdvis like bergarter som forventes i de planlagte tunnelene. Ved Holbø pukkverk er det store variasjoner i bergartssammensetningen innen forekomsten. Hovedbergartene er amfibolittisk gneis og gabbro. I nordre del av forekomstområdet består bergarten av gabbro. I østlig del, i dagens driftsretning, er det betydelig variasjon i bergartene, men de består hovedsakelig av amfibolittiske gneiser. - Registrerte LA-verdier: 23 og 25 (NGUs pukk og grus database) Vinterbro pukkverk er lokalisert nær E6 nord for Norbytunnelen. Hovedbergarten er en grå granittisk gneis, middels til grovkornet. Stedvis opptrer også en rosa variant. Det er innslag av middelskornet metagabbro (5-10 meter brede linser) og amfibolittiske lagerganger, disse inneholder mye granat. - Registrerte LA-verdier: 29 Motstandsevnen til prøvene fra Holbø og Vinterbro er tilstrekkelig høy til å benyttes som bære- og forsterkningslag for veier uansett ÅDT (årsdøgntrafikk). Dette betyr ikke at bergmassen langs de planlagte traseene er av samme kvalitet, men prøvene fra Holbø og Vinterbro viser at tilsvarende bergarter i nærområdet har tilfredsstillende kvalitet i vegbyggingsformål. Trolig kan mesteparten av sprengsteinen benyttes i bære- og forsterkningslaget så lenge glimmer- og amfibolittrike partier unngås Deponier Det antas, som nevnt ovenfor, at majoriteten av sprengsteinen kan benyttes i vegbyggingen. Øvrig bergmasse må deponeres. 18 Bemanning og nødvendig kompetanse i byggefase I byggefasen skal minimum én kontrollørstilling per skift være bemannet av personell med utdanning innen ingeniørgeologi, og erfaring med bergsikringsarbeider og injeksjon. Øvrige kontrollørstillinger bør minimum være bemannet av personell med KVU-kurs innen ingeniørgeologi. 1 Los Angeles-metoden: Metoden går ut på å bestemme et tilslags motstandsevne mot nedknusning ved at tilslag tromles tørt med stålkuler. Testen simulerer den påkjenning et tilslag utsettes for i en veg. En prøves Los Angeles-verdi er dens prosent gjennomgang på 1,6 mm-sikten etter tromlingen. 2 Micro-Deval er en standardisert metode for bestemmelse av slitasjemotstanden på materialer til mekanisk stabilisering. Kulemøllemetoden benyttes RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 51 av 64

52 19 Antatte sikringsmengder 19 Antatte sikringsmengder Sikringsmengdene er estimert i henholdt til de antatte grunnforholdene og planlagt tunneltversnitt, se tabell 19. Tabell 19: Antatte sikringsmengder ved Holstad- og Frestadtunnelen. Bergsikring Holstadtunnelen Frestadtunnelen Radielle bolter stk stk. Forbolter 450 stk. 250 stk. Sprøytebetong E m m 3 Sprøytebetong E m m 3 Sprøytebetongbuer 20 stk. 14 stk. 20 Videre undersøkelser I avsnittende under oppsummeres det hvilken undersøkelser som må/bør fortas i neste planfase. Det må igangsettes en ingeniørgeologisk utredning av høye bergskjæringer i forbindelse med påhuggsområder. De ulike bergartene bør testes med mhp. motstands- og slitasjeevne. For å sikre at kvaliteten på bergartene er tilstrekkelig god for å benyttes i vegbygningsformål. Per nå antas det at mesteparten av sprengsteinen benyttes i bære- og forsterkningslaget så lenge glimmer- og amfibolittrike partier unngås. Ved Holstadtunnelen er bergoverdekningen ved pr over det sørgående løpet ned mot 3,8 m. Det må utføres supplerende fjellkontrollboringer i dette partiet. Boringene må være tette for en grundig kartlegging av bergoverdekningen i dette området. Prøvegraving anbefales ikke pga. poreovertrykk i løsmassene. Det må igangsettes poretrykksmålinger i samtlige påhuggområder, og i enkelte områder Holstadtunnelen. Disse målingene må igangsettes tidlig i byggeplanfasen for å fange opp naturlige variasjoner i grunnvannet i forkant av tunneldrivingen. Brønnene nær tunneltraseene må testes med hensyn på tilstand, vannkvalitet og kapasitet. Da er førtilstanden til brønnene kjent, i tilfelle det oppstår endringer som følge av tunnelen RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 52 av 64

53 21 Referanser 21 Referanser Graversen, O. (1984). Geology and Structural Evolution of the Precambrian Rocks of the Oslofjord-Øyeren Area, Southeast Norway. Trondheim: NGU. Bull. 398, Løset, F. (2006). Norges tunnelgeologi. Oslo: NGI. NBG. (2011). Veileder for bruk av Eurokode 7 til bergteknisk prosjektering. Norsk bergmekanikkgruppe. Palmström, A. (1996). Application of seismic refraction survey in assesment of jointing. Int. Conf. on Recent Advances in Tunnelling Technology, (ss ). New Delhi, India. RockMass. (2012). E18 Akershus grense - Vinterbro,. SVV. (2009/11). NA-rundskriv 2009/11 - Utfyllende bestemmelser for planlegging, prosjektering, bygging og vedlikehold av høye vegskjæringer i berg. SVV. (2010a). Håndbok N500: Vegtunneler. Vegdirektoratet. SVV. (2010b). Arbeider foran stuff og stabilitetssikring i vegtunneler. Oslo: Vegdiretoratet RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 53 av 64

54 0 VEDLEGG VEDLEGG RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 54 av 64

55 0 VEDLEGG Vedlegg A: Poltetthetsplott Figur 23: Poltetthetsplott basert på målinger over Frestadtunnelen. Figur 24: Poltetthetsplott basert på målinger i skjæringer i nord for Holstadtunnelen RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 55 av 64

56 0 VEDLEGG Vedlegg B: Registrerte Q-verdier i forbindelse med kommunedelsplan. Tabell 20: Estimerte Q-verdier, samt koordinater og registret bergart over Frestadtunnelen (RockMass, 2012). Observasjonspunkt Koordinater (UTM32) Bergart Q-verdi / Stripet gneis 8, / Stripet gneis / Amfibolittisk gneis / Stripet gneis 6, / Stripet gneis 8, / Stripet gneis 8, / Granittisk gneis 8, / Stripet gneis 8, / Gneis / Gneis 8, / Gneis 1, / Granittisk gneis 8, / Gneis 8, / Stripet gneis 8,8 Gjennomsnittlig Q-verdi: 12,4 Tabell 21: Estimerte Q-verdier, samt koordinater og registret bergart over Holstad tunnel (RockMass, 2012). Observasjonspunkt Koordinater (UTM32) Bergart Q-verdi / Gneis / Gneis / Gneis 22 Gjennomsnittlig Q-verdi: RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 56 av 64

57 0 VEDLEGG Vedlegg C: Grunnvannsbrønner og grunnvannspotensiale Figur 25: Grunnvannsbrønner nær Holstadtunnelen. Plassering av grunnbrønnene er basert på svar fra beboerne. Figur 26: Grunnvannspotensiale over Holstadtunnelen. Den røde streken indikerer den planlagte tunneltraseen. Lastet ned fra NGUs grunnvannsdatabase RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 57 av 64

58 0 VEDLEGG Figur 27: Grunnvannsbrønner nær Frestadtunnelen. Data om grunnvannsbrønnene er lastet ned fra NGUs grunnvannsdatabase og innhentet fra beboere. Figur 28: Grunnvannspotensiale over Frestadtunnelen. Den røde streken indikerer den planlagte tunneltraseen. Lastet ned fra NGUs grunnvannsdatabase RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 58 av 64

59 0 VEDLEGG Vedlegg D: Dypforvitringskart Figur 29: Dypforvitringskart Holstadtunnelen. Figur 30: Dypforvitringskart Frestadtunnelen RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 59 av 64

60 0 VEDLEGG Vedlegg E: Plassering kjerneborhull Figur 31: Borhullsplassering BH1H og BH2H. Figur 32: Borhullsplassering BH3F RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 60 av 64

61 0 VEDLEGG Figur 33: Borhullsplassering BH4F RIGberg-RAP mars 2016/ 02 Side 61 av 64