HORTEN INDRE HAVN TILTAKSPLAN FOR OPPRYDDING AV FORURNESEDE SEDIMENTER VURDERING AV GEOTEKNISKE FORHOLD KNYTTET TIL PLANLAGT MUDRING OG TILDEKKING

Transkript

1 DATO PROSJEKT nr _rev02 TIL Referansegruppen FRA Golder Associates v/ Vidar Ellefsen E-POST HORTEN INDRE HAVN TILTAKSPLAN FOR OPPRYDDING AV FORURNESEDE SEDIMENTER VURDERING AV GEOTEKNISKE FORHOLD KNYTTET TIL PLANLAGT MUDRING OG TILDEKKING Innledning På vegne av samordningsgruppen for miljøtiltak i Horten Indre havn (Horten kommune, Forsvarsbygg, Fylkesmannen i Vestfold og Horten havn) er det utarbeidet en Helhetlig tiltaksplan for forurensede sedimenter i Horten Indre havn /1/. Tiltaksplanen er utarbeidet i henhold til Miljødirektoratets retningslinjer /2/, og anbefaler en kombinasjon av ulike tiltak i Horten Indre havn, ref kart i vedlegg. Mudring i 0,5 m dybde med påfølgende tildekking ved innseilingen til Stjertebukta og ved Sykehusbrygga for å opprettholde minst 3 meter seilingsdybde. Totalt utgjør dette ca m2). Et tildekkingslag på 45 cm (25 cm sand og 20 cm erosjonslag av grus/pukk) i områder påvirket av propellerosjon (ca m 2 ) Et tildekkingslag på 20 cm (sand) i de øvrige tiltaksområdene (ca m2) I de øvrige områder der det foregår en naturlig forbedring av sjøbunnen i Indre havn anbefales ingen aktive tiltak men overvåkning for å sikre at den naturlige forbedringen fortsetter som i dagens situasjon. Både der det mudres og der det skal tildekkes er det behov for å avklare geotekniske stabilitetsforhold. Den geotekniske stabiliteten må være tilfredsstillende under og etter tildekking /6/. Ved mudring er det særlig stabilitetsvurderinger for kaikonstruksjoner og utfyllinger fra land som er viktig å klarlegge i forkant av mudringsarbeidene. Vurderingen vil avklare om det er nødvendig å utføre mer detaljerte geotekniske feltundersøkelser. For tildekking, spesielt der tildekkingen må ha en viss mektighet for å kunne tåle erosjon og strømkrefter fra propelloppvirvling, må geoteknisk stabilitet avklares i forkant av detaljprosjektering av tildekking. I Horten havneområde er en del områder med svært løst lagrede sedimenter i topplaget. Det vil da være viktig å ivareta lokal stabilitet av tildekningslaget slik at dette ikke synker ned i det løst lagrede topplaget. En slik hendelse vil medføre økt spredning av forurensede sedimenter i vannmassene i tillegg til at tildekkingslaget ikke vil virke som planlagt. I vedlegg 3 er prøvetakingslogger sammenstilt, og det er angitt påviste tykkelser av bløte (løst lagrede) toppmasser i de ulike områder. Golder Associates AS Ilebergveien Drammen Tlf: Golder Associates: Arbeider i Afrika, Asia, Australasia, Europa, Nord-Amerika og Sør-Amerika Org. nr Golder, Golder Associates og Golderkloden er registrerte varemerker som tilhører Golder Associates Corporation.

2 Referansegruppen _rev En geoteknisk undersøkelse utenfor Horten industripark sitt område, der det planlegges med tildekking, viser følgende: Totalsonderinger utført på sjøen viser relativt lav bormotstand i antatt bløt leire ned ti ltotalsonderingene er avsluttet mot fast grunn/antatt berg i 0,8 til 9,1 m dybde. Uforstyrrede prøver viser meget bløt og kompressibel leire. Leira er lagvis sensitiv men ikke kvikk. /11/ Erfaringer fra andre prosjekter Det er i første rekke relevant å se på erfaringer fra tildekkingen i Trondheim havn ( I Fagervika i Trondheim havn ble det gjort tester med ulike tildekkingsmaterialer da sjøbunnen stedvis hadde en bratt helning /3/. Basert på at tildekkingsmassene ble løst lagret, selv om de ble dumpet med splittleker ville det kunne oppstå glidninger der sjøbunnen hadde helning brattere enn 1:2. Internasjonalt er det registret utglidninger helt ned tilhelnign1:10 /5/. Å «strø» tildekkingslaget forsiktig på sjøbunnen ville gi et løsere lagret tildekkingslag, som ville ha dårligere geoteknisk stabilitet enn et sandlag som ble dumpet med splittlekter eller ført ned kontrollert. Sand ble vurdert som et mer egnet tildekningsmateriale enn leire i Trondheim havn da det ikke ville gi poretrykksoppbygning i sjøbunnen, slik som leire ville kunne gjøre. Det ble vurdert av knuste sandige materialer ville være bedre mht erosjonsbeskyttelse enn naturlig sand. Ved Nordrevågen i Bergen besto sjøbunnens overflatelag hovedsakelig av sandige masser (615) og i mindre silt og leire (19%) /4/. For at tildekkingslaget skulle ha ønsket effekt måtte det bestå av middels til grov grus, og det ble ikke anbefalt å dekke til sjøbunnen med finere materiale enn det som var der naturlig. I områder med vanndyp 0-10 m var erosjonsforhold bestemmende for dimensjonering av tildekkingslagets kornstørrelse og tykkelse. Bunnstrømmen hadde maksimal hastighet på 15 cm/s, og sandpartikler vil da kunne fungere mht erosjonsbeskyttelse. Ble imidlertid sandpartiklene først virvel opp vil de kunne transporteres med vannstrømmen ved denne strømhastigheten. Det var få områder ved Nordrevågen med skrånende sjøbunn som kunne gi stabilitetsproblemer med tildekking, og her ble det antatt at det måtte brukes gabioner eller betongmadrasser siden det også var utsatt for bølgeerosjon. Overdekning av VA ledninger på sjøbunnen med inntil 0,5 sand ble ikke vurdert å kunne skade ledningene. Vurdering Sjøbunnen i Horten Indre havn er kartlagt av FFI /7/, og det er ikke avdekket strekt skrånende sjøbunn (brattere enn 1:2) i de anbefalte tiltaksområdene. Ved bruk av sandige/grusige materialer til tildekking vil stabiliteten mht utglidning mest sannsynlig være tilfredsstilt. Den lokale stabiliteten som skal sikre at vekten av tildekningsmassene ikke overstiger det løse topplagets bæreevne er ikke dokumentert ivaretatt, og her kreves det oppfølgende prøver og mest sannsynlig forsøk med utlegging. Valg av utleggingsmetode er også en viktig faktor. I forbindelse med utarbeidelse av reguleringsplan for Horten indre havneby vest ble det gjennomført geotekniske undersøkelser som beskriver grunnforholdene slik: Topplag av sand grus ned til ca. 3,5-5 m dybde fra terreng. Underliggende lag: Fra topplaget er det registrert sensitiv leire eller sensitiv siltig leire ned til 7m dybde fra terreng. Fra 7m dybde ned til 8,0-14,5m dybde er det registrert et lag med kvikkleire fra vingeboringene. Under sensitiv leire/sensitiv siltig leire finnes et lag av sandig morene over berg. Morenen har en tykkelse på ca. 0,5-1,5m./9/ Tilleggsbelastingen fra tildekkingslaget er størst der dette er 45 cm (pga erosjon). En gjennomgang av prøvetakingslogger viser inntil 12 cm bløte toppmasser i område 1M (nærmest kaiområdet til Horten industripark). I området rett utenfor (2S) er det bløte topplaget mellom 10 og 15 cm tykt. Det er lite trolig at tildekningslag på 45 cm vil «forsvinne» ned i et så tynt lag av bløte sedimenter, med stabiliteten må verifiseres siden det kan være kvikkleire i området /9/. Eksempel på stabilitetsberegning fremgår av geoteknisk notat for planlagt tildekking i Stavanger havn /10/. Der tildekkingen kun har 20 cm bør tildekkingen kontrollers etter 1-2 år. Det enkleste avbøtende tiltaket er å legge ut nye tildekkingslag der tildekkingen har sunket ned i løse sjøbunnsmasser. Ved å starte tildekkingen i det dypeste området og sikre stabilitet her først, vil stabiliteten til hele tildekninslaget sikres bedre enn om tildekningen starter fra land og utover /8/. 2

3 Referansegruppen _rev Massene vil være mer stabile etter at det første tildekkingslaget har blandet seg med de bløte massene og det supplerende tildekkingslaget vil være mer stabilt. Er det svært bløte toppmasser kan utlegging av geotekstil på sjøbunnen være et alternativ /8/, men dette er et komplisert tiltak å gjennomføre på større vanndyp. En trinnvis utlegging av tildekkingen ved å starte ytterst vil sannsynligvis være et mer kostnadseffektivt tiltak. Der det skal mudres inntil kaier og utfyllinger fra land skal det fylles tilbake med tilsvarende mengde masser. Dersom dette utføres seksjonsvis skal dette være tilstrekkelig for å ivareta stabiliteten i utførelsesperioden, forutsatt at det mudres forsiktig inntil peler og bærende konstruksjoner. I Tromsø havn ble tildekningsmasser spredd ut fra overflaten for å ivareta eksisterende kaikonstruksjoner /5/. I området rundt kaiene i Stjertebukta er dypeste kjerneprøver 50 cm, og det er påvist sandig silt over leire i området (ref vedlegg 3 område 11). Grunnforholdene i dypere lag må dokumenteres gjennom grunnundersøkelser og eventuelle forekomster av sensitiv/kvikk leire må klarlegges. Det må også gjennomføres stabilitetsvurderinger som både omfatter dagens situasjon og de planlagte mudrings- og/eller tildekkingsarbeider. Både planlagt mudring og tildekking må verifiseres av geotekniker før utførelse, og det må tas hensyn til at det kan være behov for å gjennomføre grunnundersøkelser i fm. utarbeidelse av fremdriftsplanen for arbeidene. Videre arbeid Mudring: 1. Gjennomføre stabilitetsvurderinger for kaikonstruksjoner og utfyllinger fra land. Aktuelle områder vurderes av geotekniker. 2. Detaljerte geotekniske feltundersøkelser ved behov fra pkt 1 Tildekking: 1. Geoteknisk stabilitet må avklares i forkant av detaljprosjektering av tildekking. Tildekking med 45 cm tykkelse i erosjonsutsatte områder skal vurderes særskilt. Metode for tildekking inntil kaier må vurderes slik at kaikonstruksjonen ikke skades. 2. Vurdere lokal stabilitet som skal sikre at vekten av tildekningsmassene ikke overstiger det løse topplagets bæreevne. 3. Ved behov: lage program for forsøk med utlegging. Vidar Ellefsen prosjektleder Eli Smette Laastad kvalitetssikring 3

4 Referansegruppen _rev Referanser 1. NGI 2016, Helhetlig tiltaksplan for forurensede sedimenter i Horten Indre havn. NGI rapport R. 27. april Miljødirektoratet Tiltaksplaner for opprydding i forurenset sjøbunn. Faktaark M NGI Trondheim kommune. Pilottest tynntildekking Fagervika. Vurdering av tildekkingsmateriale. NGI rapport R. 21. juni Cowi/Forsvarsbygg Tiltaksplan Nordrervågen ved Ubåtbunkeren. Forsvarsbygg rapport 2015/ juni Miljødirektoratet Oppsummering av erfaring med tildekking av forurenset sjøbunn. Rapport M Miljødirektoratet Veiledende testprogram for masser til bruk for tildekking av forurensede sedimenter. TA-2143/ Forsvarets forskningsinstitutt Kartlegging av sjøbunn i Horten Indre havn. Ugradert tegning Multiconsult Lehmkuhlstranden. Vurdering av tildekkingsmassenes egnethet. Notat RIGm- NOT Multiconsult Regulering for Indre havneby vest. Horten Notat RIG-NOT-001. Stabilitetsvurderinger. 10. Norconsult Rv13 Ryfast. Tildekking av sjøbunn Buøy. Geoteknisk stabilitet. 11. Grunnteknikk Horten Industripark Horten. Hip-testbasseng FMC Grunnundersøkelser Geoteknisk datarapport r1 Vedlegg 1. Tiltaksområder 2. Område med behov for opprettholdelse av seilingsdybde 3. Sammenstilling av prøvetakingslogger 4. Krav til videre geoteknisk prosjektering 4

5 Referansegruppen _rev

6 Referansegruppen _rev

7 Delområde Stasjon 1M 1S 2S 3S 3MN Vanndybde (m) Kjernelengder (cm) Tynt topplag (cm) Beskrivelse Rapportref. Tynt brunt topplag med hvite flekker. Svart bløtt sediment ned S til ca 12 cm. Leire dypere enn 12 cm. S Tynt brunt topplag. Så brun sandig leire med skjellrester og stein. Gråsvart leire under 5 cm. Sed 6 9, øverste cm svart gytje, under der grå løs leire silt. Svak H2S. S7 0 5 Gråbrun leire blandet med noe sand. Noe lukt av H 2 S. Noen skjell på overflaten. FFI, 2000 S Gråbrun leire med svak lukt av H 2 S. FFI, 2000 S Tynt brunt topplag. Så brun sandig leire med skjellrester og stein. Gråsvart leire under 5 cm. S Øvre 20 cm svart siltig leire. Under 20 cm gråleire. Noen blåskjellskall på toppen. S Grus, blåskjellskall i svart siltig leire. H2S lukt. G53 8, Tynt brunt topplag, noen blåskjellrester. Grå siltig leire under Sed Svart gytje, Tynt oksidert lag på toppen. Mye blåskjell, en krabbe. H2S. Sed 5a 1. skudd: Svart grov sand, iblandet blåskjell. Ved 1 cm oljefilm, 7,3 4 luktet olje. 7, skudd: Svart grov sand Sed Mørk grå silt, fast. S3 0 5 Gråbrun leire på toppen ellers svart. Noe lukt av H 2 S. FFI, 2000 S46 11, Tynt rødt topplag, under svart fløffig sediment. Tykkere, leireaktig fra 15 cm. S47 12, Tynt brunt topplag, under svart fløffig sediment. Tykkere, leireaktig fra 15 cm Sup Tynt brunt topplag. Gråsvart mykt sediment. Sup Tynt brunt topplag med rørbyggende mark. Gråsvart mykt sediment. S Svart gjørme med noe lukt av H 2 S. Fra ca 15 cm leire. FFI, 2000 S Øvre 3 cm lyse brunt, siltig. Under 3 cm grå leire. S Tynt brunt topplag. Grått siltig under. G49 8, Tynt brunt topplag. Grå siltig leire under. Sed Svart gytje, fastere fra ca. 5 cm, silt. Sed Oksidert på toppen, svart gytje, sandig silt. H2S. Sed Mørk grå silt, fast. S2 0 5 Gråsvart leire med svak lukt av H 2 S. FFI, 2000 HIH BI Gråbrunt topplag med fecal pellets, noen bunndyr og høyt innhold av organisk materiale. Gjennomgående gråsort, bløt siltig leire. Lukt av H2S. COWI, 2013 S38 5, Tynt brunt topplag. Ned til 5 cm sandig, med skjellrester. Gråleire dypere enn 5 cm. Tynt brunt topplag., med skjellrester og rørbyggende mark. Grå G41 8, siltig leire under. Sup Grått siltig sediment m. skjellrester. Fikk med plast og rusten metallgjenstand.

8 Delområde Stasjon 6N 6S 8I Vanndybde (m) Kjernelengder (cm) Tynt topplag (cm) Beskrivelse Rapportref. Sup 75 3, Grått siltig sediment. Svak H2S lukt. Børstemark. Ålegress. Sup ,1 Svart sandig sediment, små stein NIVA, 2012 Sup 81 10,6 12 Svart sandig sediment, H2S lukt NIVA, 2012 Sup 82 12,3 13,2 Svart sandig sediment, H2S lukt NIVA, 2012 Sup ,5 Svart sandig sediment, H2S lukt NIVA, 2012 Sup 84 6,9 11 Svart sandig sediment, H2S lukt NIVA, 2012 Sup 87 10,1 10,6 Tynt brunt topplag, siltig svart sediment under, H2S lukt NIVA, 2012 Sup 88 9,7 10,2 Tynt brunt topplag, siltig svart sediment under, H2S lukt NIVA, 2012 Sup 90 8,9 9,1 Svart sandig sediment, små stein NIVA, 2012 Sup 91 8,5 9,1 vart sandig sediment, H2S lukt NIVA, 2012 Sup 92 8,6 8,8 Svart sandig sediment, små stein NIVA, 2012 Sup ,3 Tynt brunt topplag, siltig svart sediment under NIVA, 2012 Sup 94 7,8 7,9 Tynt brunt topplag, siltig svart sediment under NIVA, 2012 S3 14, Sandig med skjellrester og små og store steiner S4 7, Gråbrunt topplag ca 2 cm, leire under Sup 85 4,8 11,5 Gråsvart sandig sediment, skjellrester NIVA, 2012 Sup 86 5,8 8 Gråsvart sandig, skjellrester NIVA, 2012 Sup 89 5,3 5,7 Gråsvart sandig sediment, skjellrester, snegleskall NIVA, 2012 S Gråblå leire uten lukt av H 2 S. FFI, 2000 Sup 103 FB, 2016 Sup 104 FB, 2016 Sup 105 FB, 2016 Sup 106 FB, 2016 S8 4, Tynt brunt topplag. Så svart sandig leire med grus og skjellrester. Fra 5 cm leire Sup 97 4,6 5,1 Gråsvart sandig, skjellrester, metallskrap NIVA, Y 11 Sup 101 3,2 5,8 Gråsvart sandig, skjellrester, børstemark, metallskrap, plast NIVA, 2012 Sup ,3 Svart sandig sediment, H2S lukt NIVA, 2012 Sup 95 5,2 6 Svart sandig sediment, små stein NIVA, 2012 Sup 96 5,5 6,3 Gråsvart sandig, skjellrester, børstemark NIVA, 2012 Sup ,4 Gråsvart sandig, stein, skjellrester, ålegress NIVA, 2012 Sup 99 6,5 7,2 Gråsvart sandig, stein, skjellrester, metallskrap NIVA, 2012 Sup 100 7,5 7,8 Gråsvart sandig, skjellrester NIVA, 2012 S Brunt siltig sediment ned til 5 cm, så sandig leire dypere enn 5 cm. H2S lukt. S De øvre 20 cm svart sandig silt. Innslag av skjellrester øverst. Gråleire under20 cm. S20 3, Brunt siltig sediment ned til 5 cm, så sandig leire med skjellrester dypere enn 5 cm. H2S lukt. S Brunt siltig sediment ned til 5 cm, så sandig leire dypere enn 5 cm. Sup 107 FB, 2016 Sup 108 FB, 2016 Sup 109 FB, 2016

9 HORTEN INDRE HAVN TILTAKSPLAN FOR OPPRYDDING AV FORURENSEDE SEDIMENTER KRAV TIL GEOTEKNISKE PROSJEKTERING KNYTTET TIL PLANLAGT MUDRING OG TILDEKKING Innledning Både i områder der det skal mudres og der det skal tildekkes, er det behov for å avklare geotekniske stabilitetsforhold. Den geotekniske stabiliteten må være tilfredsstillende både under og etter tildekking. Tiltaksplanen anbefaler en kombinasjon av følgende tiltak i Horten Indre havn, ref. kart i vedlegg 1 og 2: Mudring i 0,5 m dybde med påfølgende tildekking ved innseilingen til Stjertebukta og ved Sykehusbrygga, for å opprettholde minst 3 meter seilingsdybde. (Ca m2). Et tildekkingslag på 45 cm (25 cm sand og 20 cm erosjonslag av grus/pukk) i områder påvirket av propellerosjon (ca m2). Et tildekkingslag på 20 cm (sand) i de øvrige tiltaksområdene (ca m2). I de øvrige områder der det foregår en naturlig forbedring av sjøbunnen i Indre havn anbefales ingen aktive tiltak, men overvåkning for å sikre at den naturlige forbedringen fortsetter som i dagens situasjon. Ved mudring inn mot kaikonstruksjoner og utfyllinger fra land er det nødvendig å utføre geotekniske stabilitetsberegninger i forkant av mudringsarbeidene. Ved mudring fjernes sedimenter som bidrar til svekket stabilitet rundt konstruksjoner både på land og under vann, og det er viktig å vurdere og beregne i hvor stor grad fjerning av disse massene påvirker stabiliteten. Vurderingene vil avklare om det er nødvendig å utføre mer detaljerte geotekniske feltundersøkelser (spesielt der det er påvist eller er mistanke om forekomster av sensitiv eller kvikk leire), før mudringsarbeidene igangsettes, eller ev. avbøtende tiltak i forbindelse med gjennomføringen. For tildekking, spesielt der tildekkingen må være av en større mektighet for å kunne tåle erosjon og strømkrefter fra propelloppvirvling, må geoteknisk stabilitet av sjøbunnen avklares i forkant av detaljprosjektering av tildekking. Videre om tilleggsbelastningen kan medføre poretrykksoppbygging i sjøsedimentene som har betydning for stabiltetsforholdene. I Horten havneområde er det innenfor angitte tiltaksområder noen få områder med opptil cm svært løst lagrede sedimenter i topplaget. Det vil da være viktig å ivareta lokal stabilitet av tildekningslaget slik at dette ikke synker ned i det løst lagrede topplaget. En slik hendelse vil medføre økt spredning av forurensede sedimenter i vannmassene og til tilgrensende områder, i tillegg til at tildekkingslaget ikke vil virke som planlagt. Innledende geotekniske beregninger foreslår utført med grunnlag i data fra grunnundersøkelser utført i områdene rundt Horten Indre havn, og erfaringsdata fra havneområder i regionen. Det antas at store deler av området består av bløt leire sel vom øvre lag består av faste masser. Det er også påvist lag med sensitiv og til dels kvikk leire i området. Oppgaver knyttet til geoteknisk prosjektering Geoteknisk prosjektering skal utføres og dokumenteres i samsvar med krav i Eurokode 7. Sammenstille informasjon om grunnforholdene i de foreslåtte tiltaksområder basert på utførte grunnundersøkelser og supplert med erfaringstall. Utføre stabilitetsberegninger for foreslåtte tildekkingslag på 20 cm og 45 cm innenfor de angitte områder, hvor det velges kritiske snitt der sjøbunnen har størst helning. Merk at for noen områder

10 planlegges mudring før tildekking, slik at her vil ikke sjøbunnens nivå endres, men det kan blir tilleggslast pga tildekkingslagets høyere egenvekt enn de sedimenter som fjernes. Vurdere endringer i poretrykksforholdene som følge av planlagte tildekkinger. Beregning setninger som følge av planlagte tildekkinger. Dette er spesielt viktig inntil kaikonstruksjoner for også å kunne vurdere påhengskrefter og tilleggsbelastninger på peler. Angi krav til tildekkingslagets kornstørrelse og korngradering slik at det ikke blir behov for fiberduk mellom sjøbunn og tildekkingsmasser Vurdere stabiltetsforhold ved planlagt mudring inntil kaier og utfyllinger, spesielt i Stjertebukta. Beskrive eventuelle avbøtende tiltak. Utarbeide program og kostnadsoverslag for eventuelle nødvendige geotekniske undersøkelser der det er usikre geotekniske data eller den beregningsmessige geotekniske stabiliteten er for lav. Det skal utarbeides rapport med alle beregninger vedlagt, samt utfylte sjekklister i samsvar med Norsk geoteknisk forenings veiledning. Rapporten skal tilfredsstille krav til vurderinger/dokumentasjon av geotekniske forhold angitt i veiledere M350 (Veileder for håndtering av sedimenter) og M411 (Testprogram for tildekkingsmasser - Forurenset sjøbunn) utgitt av Miljødirektoratet.