Ingeniørgeologi. Fv 455 Stredefjellet rassikring, ingeniørgeologisk rapport til byggeplan. Ressursavdelingen. Kd219B-1. Stredefjellet, Marnardal

Transkript

1 Region sør Ressursavdelingen Vegteknisk Ingeniørgeologi Fv 455 Stredefjellet rassikring, ingeniørgeologisk rapport til byggeplan Stredefjellet, Marnardal Ressursavdelingen Kd219B-1 Morten Christiansen

2 Oppdragsrapport Nr. Kd219B-1 Ingeniørgeologi Labsysnr. Sør Ressursavdelingen Vegteknisk seksjon Fv 455 Stredefjellet rassikring, ingeniørgeologisk rapport til byggeplan Postadr. Telefon Postboks 723 Stoa, 4808 Arendal UTM-sone Euref89 Ø-N Oppdragsgiver: Utbygging Vest-Agder 17 Antall sider: Kommune nr. Kommune 1021 Marnardal Dato: Utarbeidet av (navn, sign.) Morten Christiansen Antall vedlegg: 4 Antall tegninger: Prosjektnummer Oppdragsnummer Seksjonsleder (navn, sign.) Geir Steen-Tveit Kontrollert Ole Nesse Sammendrag Det er foretatt ingeniørgeologisk kartlegging for sprengning av høye skjæringer samt skredfarevurdering for strekningen. De prosjekterte tiltakene er gjennomførbare, og vil bringe skredfaren minimum ned på tolererbart nivå. Økt grøftebredde vil vesentlig forbedre vinterdriften på strekningen. Emneord Ingeniørgeologi, skredfare, sprengning, bergsikring

3 Innholdsfortegnelse 1. Innledning Utførte undersøkelser Generelt om berggrunns- og kvartærgeologiske forhold Skredfare og strekningsrisiko Profil (tegning C101) Registreringer Vurderinger Profil (Tegning C101) Registreringer Vurderinger Profil (Tegning C102) Registreringer Vurderinger Profil ca (Rasteplass Synsodden, Tegning C102) Registreringer Vurderinger Profil (Tegning C103) Registreringer Vurderinger Bemanning og oppfølging Referanser VEDLEGG 1. Tegning C101, C102, C Kontrollskjema for utført kontroll iht. Eurocode 7

4 1 1. Innledning Det er laget byggeplan for tiltak langs Fv 455 Hp 4, km 5,8 8,1. Plassering er vist i Figur 1. Figur 1: Oversiktskart, rød ring markerer området. Hensikten med tiltaket er å redusere skred på veg samt redusere problemer med vinterdrift. Det er tidligere laget overordnet gjennomgang av topografiske og ingeniørgeologiske forhold inkludert skredproblematikk, samt skissert forslag til tiltak, se ref./1/. Denne rapporten omhandler ingeniørgeologiske vurderinger spesifikt knyttet til de prosjekterte tiltakene. Tiltaket omfatter bl.a. utfylling i Mannflårvann, sprengning av nye skjæringer for massetak og siktutbedring samt sikring av eksisterende bergvegg ved rasteplassen Synsodden. Tiltakene er vist i plan og lengdeprofil på tegningene C101-C103 (vedlegg). Det er god oversikt over ingeniørgeologiske forhold i eksisterende bergskjæringer, samt utført flere befaringer til området. På bakgrunn av dette er tiltakene plassert i geoteknisk kategori 2, og utført sidemannskontroll er dokumentert i vedlegg 4.

5 2 2. Utførte undersøkelser Det er gjennomført befaringer i flere omganger til området. Oppsummering fra første befaring med hensyn til ingeniørgeologiske forhold er gitt i ref. /1/ Det er også foretatt geotekniske boringer i området, kfr. geoteknisk rapport (ref. /2/). 3. Generelt om berggrunns- og kvartærgeologiske forhold Bergmassen i området består av lys granittisk bånd- og øyegneis med innslag av amfibolittiske linser og ganger samt noen mindre pegmatitter. Båndingen i gneisene faller i hovedsak steilt mot øst eller sørøst, men her er det registrert en del variasjon på grunn av folding. Bergmassene slik de fremstår i dagens eksponerte skjæringer er moderat oppsprukket og friske/uforvitret. Detaljoppsprekkingen viser noe systematikk, men dette bildet er sammensatt. Detaljene vedrørende sprekkemønster er gjennomgått for de respektive delstrekningene i det etterfølgende. Det er foretatt geotekniske boringer i Mannflårvann, se geoteknisk rapport for detaljer (ref. /2/). I følge kvartærgeologisk kart over området består løsmassene innenfor tiltaksområdet i hovedsak av breelvavsetninger, morene og berg med tynt/usammenhengende løsmassedekke, se Figur 2.

6 3 Figur 2: Kvartærgeologisk oversikt (Kilde: 4. Skredfare og strekningsrisiko Alle tiltak på og langs veg som krever en byggeplan/reguleringsplan omfattes av risikoakseptkriteriene i NA-rundskriv 2014/08 (ref. /3/). Dagens ÅDT på strekningen er 450. Det skal benyttes 20 års fremskreven ÅDT ved planlegging av tiltak. Det antas at denne vil havne i klasse C (ÅDT ), se Figur 3. Det fremgår av risikomatrisen at tiltaket skal føre til årlig skredfrekvens i området V for å havne i grønt område, evt. IV eller III for å havne i gult område (tolererbar risiko).

7 4 Figur 3: Risikomatrise (fra ref./3/). Svarte firkanter indikerer ønsket restrisikonivå etter utførte tiltak. Gjennomgang av registrerte skred i NVDB på strekningen er gitt i ref. /1/. Strekningen ligger stort sett innenfor aktsomhetsområdet for steinsprang og snøskred (kfr. Snøskred regnes ikke som noen reell risiko i området da det ikke foreligger klare indikasjoner på tidligere snøskred i området eller registreringer i NVDB. 5. Profil (tegning C101) 5.1 Registreringer Ved befaring på strekningen den 8.november 2016 hadde det vært en kuldeperiode og det var en god del ising i skjæringen, se Figur 4. Terrenget over strekningen er fotografert fra helikopter. Terrenget er bratt og delvis skogkledd med eksponerte bergnabber og enkeltblokker som kan medføre nedfall over tid.

8 5 Figur 4: Skjæring ved ca. profil 6150, bilde tatt mot nord. Figur 5: Flyfoto profil ca

9 6 5.2 Vurderinger Mye av grunnen til at det ikke allerede er montert isnett på strekningen er at det ikke er plass for isen å vokse i nettet. Ved å sideforskyve vegen ut i Mannflårvann får man god grøft og plass for isen å vokse. Ved nedsmelting i nettet vil isen etter hvert legge seg kontrollert ned i grøfta. På grunn av skjæringenes høyde og stedvise overheng vil ukontrollerte nedfall av is fortsatt kunne sprute i vegen i ny situasjon hvis ikke nett monteres. Det anbefales derfor å montere isnett på strekningen profil og samt noe reparasjon av eksisterende nett. Nøyaktig plassering/omfang avgjøres på stedet i samråd med geolog og byggeledelse. Det er også en registrert en god del nedfall fra ovenforliggende terreng i NVDB. Det anbefales derfor å montere nettet med oppstikk på skjæringstoppen for å forsøke å hindre nedfall fra terrenget over å nå vegnivå. I forkant av nettsikringen utføres vegetasjonsfjerning på skjæringstoppen, samt spettrensk og bolting av enkeltblokker ved behov. På bakgrunn av ovennevnte tiltak vil nedfall av is/stein fra skjæringsveggen elimineres, og nedfall fra terrenget over skjæringstoppen reduseres. På bakgrunn av skredstatistikken i NVDB vil det fortsatt være igjen en restrisiko knyttet til steinsprang fra områdene over skjæringstoppen. Sikring mot denne typen nedfall består i oppstikk på steinsprangnettet samt grøft. Det anbefales derfor at grøft utformes med best mulig fangevne slik at eventuelle nedfall som greier å traversere oppstikket på isnettet fanges i grøfta. På denne måten vurderes skredfrekvensen etter tiltak å havne min. i gult område (Figur 3), dvs tolererbar risiko. Tiltaket har altså en klar risikoreduserende effekt, men det er vanskelig å kvantifisere nøyaktig. For å få restrisikoen ytterligere ned og godt inn i grønt område med tanke på nedfall fra stor høyde over skjæringstoppen måtte man i så fall montere rasfanggjerder på strekningen. 6. Profil (Tegning C101) 6.1 Registreringer Det er prosjektert sprengning av høy skjæring (>20 m) på strekningen. Området ble befart den 8. november Toppen av eksisterende skjæring danner en hylle/avsats inn mot den bakenforliggende bergveggen. På denne hylla ligger det noe stor blokk og stein, men sannsynligvis tynt dekke. Stein og blokk ser gamle og mosegrodde ut, og det ble ikke registrert tegn til ferske nedfall. Skråningen bak prosjektert kontur ble inspisert fra helikopter. Med et unntak ble det ikke registrert åpenbart farlige mekanismer i veggen. Det er registrert en enkelt blokk som tilsynelatende har hatt noe tidligere bevegelse ca. ved pila i Figur 6.

10 7 Figur 6: Flyfoto strekningen ca. profil Rød pil indikerer mulig ustabil blokk. På strekningen ca. profil er det noe urmasser på vestsiden av vegen inn mot den steile bakveggen. Her er det et søkk som trolig representerer en svakhetssone i bergmassen. Sonen later til å ha strøk ca. NV-SØ. På bunnkotene på tegning C101 kan man også antydningsvis se tegn til en skredvifte i Mannflårvann. Her har det trolig vært skredaktivitet opp igjennom tidene, men aktiviteten synes ikke å være høy pr i dag, og dagens urfot later til å befinne seg i god avstand fra vegen. Det er også foretatt ingeniørgeologisk kartlegging av sprekkesystemene i bergmassen på strekningen profil langs vegen. Orienteringen av kartlagte sprekkeplan er vist i Figur 7. Bilde av skjæringen er vist i Figur 8. Det er ikke registrert belegg på sprekkeflatene. Ved ca. profil 6500 er det etablert en lav betongmur for å hindre nedfall/ras fra sideterrenget. Det er ikke registrert svakhetssoner av betydning for totalstabiliteten i nye skjæringer.

11 8 Figur 7: Polplott (øverst) og sprekkerose (nederst). Gjennomsnittlig orientering av vegaksen indikert med blå strek.

12 9 Figur 8: Bilde tatt ca. profil 6350, retning mot nord. 6.2 Vurderinger Tiltaket vurderes som gjennomførbart slik det er prosjektert forutsatt at det gjøres en tilpasning på stedet mht plassering av konturlinje. Det er viktig å unngå å gå inn i den bratte veggen bak hylla/utspringet. Anleggsteknisk er adkomsten til konturen grei fra sydsiden. Det må påregnes noe spretting av blokk for å få rensket til berg før salveboring. Det blir avgjørende med nøyaktig boring og godt gjennomført kontursprengning for å få et godt sprengningsresultat i skjæringen med minst mulig oppriving av konturen. Det anbefales å sprenge ut maksimalt 10 m høye paller av gangen for å minimere borhullsavvik/gi best mulig sprengningsresultat, samt at det gir mulighet til å foreta sikring i veggen før neste nivå sprenges ut. Oppsprekkingen i eksisterende skjæring vurderes som moderat, og bergmassen karakteriseres som god og kompetent. På bakgrunn av registrerte sprekkeretninger kan det defineres 3 hovedsprekkeretninger i bergmassen, se Figur 9.

13 10 Figur 9: Pol-/konsentrasjonsplott med definerte sprekkesett 1-3. Spekkesett 1: Tyngdepunkt 092/87 men kan også ha steilt fall mot N. Sprekkene er plane til bølgete og ru med innbyrdes avstand ca. 1-2 m i gjennomsnitt. Sprekkesett 2: Tyngdepunkt 006/56. Sprekkene er bølgete og litt ru med innbyrdes avstand ca. 2 m i gjennomsnitt. Sprekkesett 3: Tyngdepunkt 171/53. Sprekkene er plane og glatte/litt ru med innbyrdes avstand ca. 1,5 m i gjennomsnitt. For øvrig opptrer noen villsprekker som gir et litt mer kaotisk bilde av sprekkesystemene. De definerte hovedsprekkeretninger antas å være de viktigste sammenhold med det som er visuelt registrert i skjæringen. Sprekkesystemene 1-3 kan også lett identifiseres på Figur 8. Basert på oppsprekkingen vurderes plan glidning langs sprekkesett 2 avløst av 1 og 3 å være den dominerende løsnemekanismen i området. På grunn av den forholdsvis store sprekkeavstanden i sprekkesystemene kan de avløste blokkene bli relativt store. Det vil derfor trolig bli behov for noe bolting med boltelengder min. 3-5 m i ny skjæring for å stabilisere de største blokkpartiene. På grunn av meget god grøft (størrelsesorden 8 m) tåler man noe nedfall over tid av mindre blokker, og boltebehovet blir begrenset i ny skjæring. Detaljert plassering av bolter foretas i samråd med geolog på stedet etter spettrensk. Den gode grøftebredden kombinert med noe bolting vil i hovedsak eliminere faren for

14 11 skred/nedfall på veg på den aktuelle strekningen, og skredfrekvensen bringes ned i grønt område, kfr. Figur 3. Det bli viktig å ivareta den plasstøpte murkonstruksjonen ved ca. profil Hvis denne skades eller sprenges vekk må ny mur etableres. Nedfall fra sideberget langs strekningen kan ikke utelukkes pga svakhetssone og eksisterende urmasser som tyder på en viss skredaktivitet. Det ser imidlertid ut til at blokkene i hovedsak ikke når vegen, og det er derfor ikke prosjektert tiltak på denne strekningen nå. 7. Profil (Tegning C102) 7.1 Registreringer Det er prosjektert skjæringer med maksimal høyde på ca. 21 m over vegnivå på strekningen. Terrenget over skjæringstoppen er slakt skrånende, skogkledd med antatt liten løsmassemektighet. Det går et søkk mot NV fra mellom profil ca I dette søkket ligger det enkelte blokk og stein som kan ha kommet fra høyereliggende partier. Blokkene ser imidlertid ikke ferske ut, og det er ikke spor av treff på trærne (det er tett skog i området). Søkket representerer trolig en svakhetssone i bergmassen som kan ha gitt en del utkalving av blokker fra tidligere. Det kan også se ut som det er antydningsvis en skredvifte nedenfor basert på bunnkotene som vist på tegning C102. Det er også foretatt sprekkekartlegging i dagens skjæring mellom ca. profil Skjæringen fremstår som moderat oppsprukket og av god kvalitet, dvs. frisk og i hovedsak uforvitret. Kartlagt oppsprekking er vist i Figur 10. Bilde av skjæringen er vist i Figur 11. Det er ikke registrert svakhetssoner av betydning for totalstabiliteten av ny skjæring.

15 12 Figur 10: Polplott (øverst) og sprekkerose (nederst). Gjennomsnittlig orientering av vegaksen indikert med blå strek.

16 13 Figur 11: Bilde tatt ca. ved profil 6600, retning mot N. 7.2 Vurderinger Tiltaket vurderes som gjennomførbart slik det er prosjektert, men det forutsettes at det gjøres en tilpasning på stedet mht plassering av konturlinje etter at berget er rensket fritt for løsmasser og vegetasjon. Anleggsteknisk er adkomsten til konturen greiest fra sydsiden. Det Det blir også her avgjørende med nøyaktig boring og godt gjennomført kontursprengning for å få et godt sprengningsresultat i skjæringen med minst mulig oppriving av konturen. Det anbefales å sprenge ut maksimalt 10 m høye paller av gangen for å minimere borhullsavvik/gi best mulig sprengningsresultat, samt at det gir mulighet til å foreta sikring i veggen før neste nivå sprenges ut. Oppsprekkingen i eksisterende skjæring vurderes som moderat, og bergmassen karakteriseres som god og kompetent. På bakgrunn av registrerte sprekkeretninger kan det defineres 2 hovedsprekkeretninger i bergmassen, se Figur 12.

17 14 Figur 12: Pol-/konsentrasjonsplott med definerte sprekkesett 1 og 2. Spekkesett 1: Tyngdepunkt 256/90 men fallet kan pendle om steilt N/S. Sprekkene er plane og ru med innbyrdes avstand ca. 1 m i gjennomsnitt. Sprekkesett 2: Tyngdepunkt 304/67. Dette representerer foliasjonen på store deler av strekningen. Sprekkene er plane og litt ru med innbyrdes avstand ca. 0,5 m i gjennomsnitt, spesielt markert i de nordligste delene av skjæringen der det er tilnærmet skivedannelse i berget. For øvrig opptrer noen villsprekker som gir et litt mer kaotisk bilde av sprekkesystemene. Dette er nok i mange tilfeller foliasjonen som skifter retning over korte avstander (foldinger). Basert på oppsprekkingen vurderes plan glidning langs sprekkesett 2 å være den dominerende løsnemekanismen i de nordligste delene av området. For øvrig er oppsprekkingen for kaotisk til å si noe mer detaljert om typiske mekanismer. Disse vil med andre ord kunne være kileutglidninger, plan glidning og utvelting avhengig av lokale forhold. De avløste blokkene kan bli relativt store. Det vil derfor trolig bli behov for noe bolting med boltelengder min. 3-5 m i ny skjæring for å stabilisere de største blokkpartiene. På grunn av meget god grøft (størrelsesorden 10 m) tåler man noe nedfall over tid av mindre blokker, og boltebehovet blir begrenset i ny skjæring. Detaljert plassering av bolter foretas i samråd med geolog på stedet etter spettrensk. Den gode grøftebredden kombinert med noe bolting vil i hovedsak eliminere faren for skred/nedfall på veg på den aktuelle strekningen, og skredfrekvensen bringes ned i grønt område, kfr. Figur 3.

18 15 8. Profil ca (Rasteplass Synsodden, Tegning C102) 8.1 Registreringer På denne strekningen skal det utføres ordinært vedlikehold i eksisterende skjæring (ikke sprengning). For øvrige registreringer henvises til foregående notat (ref. /1/). 8.2 Vurderinger Detaljert plassering av bolter foretas i samråd med geolog på stedet etter spettrensk og vegetasjonsfjerning. Det er anslått 50 bolter på strekningen. 9. Profil (Tegning C103) 9.1 Registreringer Det er ikke foretatt detaljert kartlegging eller dette området på det nåværende tidspunkt da området kun er tenkt som massetak. Området ble besøkt i forbindelse med befaring den 11. november Se Figur 13. Området består tilsynelatende av berg i dagen med noe skog og løsmassedekke i de høyeste partiene (antatt tynt). Bergmassen er av samme sammensetning som for de foregående strekningene. Det er registrert en typisk sprekkeretning i bergmassen på ca / To søkk i terrenget følger omtrent denne retningen, nær parallelt med vegaksen på hver side av den utstikkende bergnabben sentralt i Figur 13. Dette antas å være svakhetssoner som faller steilt mot høyre i bildet (stiplede linjer). Se også Figur 14.

19 16 Figur 13: Bilde tatt ca. profil 200, retning mot vest. Antatte svakhetssoner vist med rødt. Figur 14: Utsnitt av tegning C103 med antatte svakhetssoner inntegnet (røde stiplede streker).

20 Vurderinger Retningen på strukturene/svakhetssonene kan være uheldig for stabiliteten av skjæringene spesielt på nordsiden av masseuttaket. Derfor må det gjøres noe mer detaljert kartlegging når området er avdekket. 10. Bemanning og oppfølging Anlegget må følges opp jevnlig av ingeniørgeolog og geotekniker. I forkant av sprengningsarbeidene må det gjennomføres et møte med entreprenøren hvor opplegget for sprengning og sikring av skjæringer diskuteres. Som tildigere nevnt er det viktig med et godt sprengningsresultat for å få så lite behov for sikring som mulig i nye skjæringer. Geotekniker må følge opp utfyllingen i Mannflårvann samt eventuelt behov for stabilisering av løsmasser over nye skjæringstopper hvis nødvendig. 11. Referanser /1/ «Fv 455 Stredefjellet Synsodden, Marnardal kommune, Vest-Agder. Ingeniørgeologiske vurderinger », datert MIME nr. 16/ /2/ «Geoteknisk rapport Fv. 455 Stredefjell, rassikring Fylling i Mannflårvann», rapport ID Kd219A-1, Statens vegvesen Region sør v/inge Grosås, datert /3/ «Retningslinjer for risikoakseptkriterier for skred på veg». NA-rundskriv 2014/08. SVEIS referanse 2013/

21 Statens vegvesen Sør Ressursavdelingen Postboks 723 Stoa, 4808 Arendal Tlf: vegvesen.no Trygt fram sammen