Reguleringsplan Rv. 13 Ryfast og E39 Eiganestunnelen

Transkript

1 Reguleringsplan Rv. 13 Ryfast og E39 Eiganestunnelen GEOLOGISK RAPPORT Region vest Sør-Rogaland distrikt Dato:

2 Rapport Oppdragsgiver: Oppdrag: Statens vegvesen Region vest Rv 13 Ryfast og E39 Eiganestunnelen Emne: Dato: 18. desember 2009 Rev. - Dato Oppdrag / Rapportnr Oppdragsleder: Øyvind Riste Sign.: Saksbehandler: Sign.: Kontaktperson Frode Vagstad/Bjørn Åmdal hos Oppdragsgiver: Sammendrag: I Ryfastprosjektet inngår to undersjøiske veitunneler; Hundvågtunnelen, lengde ca. 6.2 km, fra Kannik- /Schancheholenområdet like sør for Stavanger sentrum, under Stavanger Østre Havn, til bydelen Hundvåg, helt nord i Stavanger kommune, og Solbakktunnelen, lengde ca km, fra Hundvåg til Solbakk i Strand kommune. Begge tunnelene er to-løps tunneler med tverrsnitt T9.5 (Hundvågtunnelen) og T8.5 (Solbakktunnelen). På Stavangersiden vil bygging av Ryfast medføre at det må gjøres tiltak på dagens E39 fra Schancheholen til Smiene. Dette tiltaket er Eiganestunnelen, en videreføring av E39 i en ca. 3.6 km lang to-løps T9.5 tunnel fra Kannik-/Schancheholenområdet under bydelene Eiganes, Kampen og Byhaugen, frem til tunnelpåhugg og dagsone ved Smiene som ligger like ved påhugget for Byhaugtunnelen langs dagens E39 i nordre del av Stavanger kommune. Ryfasttunnelene og Eiganestunnelen vil gå gjennom kaledonske dekkeenheter bestående av fyllitter av kambrisk til ordovisisk alder og gneiser av prekambrisk alder. Rapporten inneholder en sammenstilling av utførte grunnundersøkelser, en beskrivelse av de geologiske forholdene i prosjektområdet, ingeniørgeologiske trasévurderinger, prognoser for stabilitetssikring og injeksjonsarbeider, samt prognoser for vann- og frostsikring, og er utarbeidet i forbindelse med utarbeidelse av reguleringsplanen for Ryfastprosjektet datert april Etter at reguleringsplanen ble utarbeidet er det utført supplerende grunnundersøkelser i Foreliggende rapport er en revidert utgave av den rapporten som ble utarbeidet for reguleringsplanen. Et utfyllende sammendrag er presentert på sidene 2-9. AS, Sandnes Stokkamyrveien 13, Inngang Vest 4313 Sandnes Tel.: Fax:

3 Utfyllende sammendrag Generelt I Ryfastprosjektet inngår to undersjøiske veitunneler; Hundvågtunnelen, lengde ca. 6.2 km, fra Kannik- /Schancheholenområdet like sør for Stavanger sentrum, under Stavanger Østre Havn, til bydelen Hundvåg, helt nord i Stavanger kommune, og Solbakktunnelen, lengde ca km, fra Hundvåg til Solbakk i Strand kommune. Begge tunnelene er to-løps tunneler med tverrsnitt T8.5 (Solbakktunnelen) og T9.5 (Hundvågtunnelen). På Stavangersiden vil bygging av Ryfast medføre at det må gjøres tiltak på dagens E39 fra Schancheholen til Smiene. Dette tiltaket er Eiganestunnelen, en videreføring av E39 i en ca. 3.6 km lang to-løps T9.5 tunnel fra Kannik-/Schancheholenområdet under bydelene Eiganes, Kampen og Byhaugen, frem til tunnelpåhugg og dagsone ved Smiene som ligger like ved påhugget for Byhaugtunnelen langs dagens E39 i nordre del av Stavanger kommune. Alle ramper i prosjektet har tverrsnitt T7.5. Tverrsnitt T7.5 er også benyttet for strekningen mellom påog avkjøringsrampene på Buøy og frem til dagsone Hundvåg nord. Eiganestunnelen har påhugg ved Schancheholen. Hundvågtunnelen sørgående løp grener av fra Eiganestunnelen under bydelen Våland og nordgående løp kobles på Eiganestunnelen i det samme området. Påhugget for på- og avkjøringsrampene for Hundvågtunnelen er plassert ved Gamlingen, langs dagens E39. Videre er det på- og avkjøringsramper til/fra Eiganestunnelen med påhugg ved Madlaveien, i Kannikområdet. Eiganestunnelen påhugg nord ligger på Smiene, like ved dagens nordre påhugg for Byhaugtunnelen langs E39. Løsmasser på land På Stavangersiden er det langs tunneltraseene påvist større løsmassemektigheter i området ved og sør for påhugget for på- og avkjøringsrampene for Eiganestunnelen ved Madlaveien (oppimot 8-9 m) og i den terrengforsenkningen som Hundvågtunnelen passerer sør for Breiavatnet (oppimot m). Videre er det en løsmassemektighet på 5-8 m i området fra påhugget for på- og avkjøringsrampen for Eiganestunnelen og ca. 750 m langs traseen for Eiganestunnelen. For øvrig langs traseene på Stavangersiden er terrengoverflaten typisk dekket av 1-5 m med løsmasser, samt områder med et tynt, usammenhengende løsmassedekke med flere fjellblotninger. Både utførte grunnboringer i forbindelse med prosjektet og grunnboringer som tidligere er blitt utført for andre utbyggingsprosjekter langs og i nærheten av tunneltraseene, indikerer at løsmassene langs tunneltraseene består av morene med varierende korngradering - fra siltige morener til morener hvor siltfraksjonen er fraværende og sand- og grusfraksjonen dominerer. Ved og sør for påhugget for på- og avkjøringsrampene til Eiganestunnelen ved Madlaveien består imidlertid massene delvis av kompressible myr- og torvmasser. På Hundvågsiden er terrenget på Buøy dekket av et tynt, usammenhengende løsmassedekke med flere fjellblotninger. Forøvrig er området på Hundvåg typisk dekket av 1-5 m med løsmasser, men det er påvist større løsmassemektigheter i følgende områder: I Hundvågkrossen (oppimot 8 m), i et område mellom Hundvågkrossen og dagsone Hundvåg nord (oppimot 20 m), i området for dagsone Hundvåg nord på Lunde (oppimot 8 m) og på Lundsneset på nordspissen av Hundvåg, langs den første delen av Solbakktunnelen (oppimot 50 m). Utførte grunnboringer indikerer at løsmassene på Hundvågsiden består av morene. På Solbakksiden er det større løsmassemektigheter fra tunnelen går under land på Tau og vel 1 km i retning Solbakk. Det er påvist oppimot 25 m med morenemasser i dette området. Langs den siste kilometeren mot påhugget på Solbakk er det fjell i dagen/et tynt usammenhengende løsmassedekke, bortsett fra i påhuggsområdet hvor det ligger inntil 8 m med morenemasser med urblokker i terrengoverflaten /ør 18. desember 2009 Side 2 av 88

4 I forbindelse med utførte grunnboringer for prosjektet er det ikke påvist bløte, kompressible finkornige masser langs traseen. Utførte grunnundersøkelser for andre utbyggingsprosjekter i nærheten av tunneltraseene indikerer at det er lite sannsynlig at slike setningsømfintlige masser forekommer innenfor tunnelens influensområde m.h.t. grunnvannspåvirkning. Unntaket er området ved og like sør for påhugget for på- og avkjøringsrampene for Eiganestunnelen ved Madlaveien, hvor det er påvist myr- og torvmasser som beskrevet over. Løsmasser under sjø Sjøbunnen langs Hundvågtunnelen, mellom Stavanger og Buøy, er dekket av 1-10 m løsmasser både i Strømsteinsundet og i Engøysundet, mens det i Pyntesundet er 0-3 m med løsmasser. Løsmassene består av morene, som i området i Strømsteinsundet som grenser mot Stavanger sentrum, har høyt innhold av silt og leire. Langs det første sjøstykket som Solbakktunnelen krysser - Kistesundet - er sjøbunnen dekket av oppimot 20 m med løsmasser. I Horgefjorden, som er det andre sjøstykket tunnelen krysser, varierer løsmassemektigheten fra typisk 10 m til 40 m, bortsett fra partiet inn mot Sør Hilde og et par oppstikkende høyder i sjøbunnen, hvor løsmassemektigheten er 0-3 m. Det siste sjøstykket som Solbakktunnelen passerer, er Hidlefjorden. Langs den første strekningen etter Sør Hidle (fra land og ca. 500 m langs traseen) er sjøbunnen dekket av et relativt tynt lag med løsmasser (mektighet 0-10 m), økende til 25 m i avstand m fra land. I den midtre og østre delen av fjorden (mot Tau) er sjøbunnen dekket av større løsmassemektigheter, oppimot 100 m. Seismiske hastigheter i løsmassene indikerer at løsmassene består av morene som stedvis har et litt løsere topplag av sand. Det er god overensstemmelse mellom resultatene fra de seismiske undersøkelsene utført av GEOMAP AS ( ) og as GeoPhysix (2009) med hensyn til beregnet løsmassemektighet i midtre og østre del av Hidlefjorden. Berggrunn Berggrunnen i denne delen av Rogaland består av prekambriske autoktone/stedegne bergartsenheter med kaledonske dekker over. Ryfasttunnelene vil i sin helhet gå gjennom de overliggende alloktone/langtransporterte kaledonske dekkeenhetene bestående i hovedsak av fyllitter og gneiser skjøvet under den kaledonske fjellkjededannelsen for ca. 350 millioner år siden. Det underste av disse alloktone dekkene (Visteflaket) består langs traseen av fyllitter, stedvis rike på kvartslinser, og det forekommer også områder med kvartsrik fyllitt og soner med sandstein og rene kvartsittbenker. Bergartene er av kambrisk til ordovisisk alder. Gneisbergartene, som ligger i dekkeenhetene over fyllittene i Visteflaket, er av prekambrisk alder, og ble skjøvet inn over fyllittene under den kaledonske fjellkjededannelsen. Grensen utgjøres av relativt flattliggende skyvesoner. Gneisbergartene varierer fra båndete kvarts- og feltspatrike gneiser til tonalittiske gneiser og glimmerrike gneiser, samt amfibolittiske gneiser/amfibolitter. Foliasjonen er relativt flattliggende som samsvarer med den horisontale dekkeoppbyggingen i området. Gneisbergartene langs traseen tilhører to ulike dekkeenheter; Boknafjorddekket i vest og Storheidekket i øst. Storheidekket ligger under Boknafjorddekket. Gneisbergartene i Storheidekket er ofte mer glimmerrike. Grensen mellom de to dekkene ligger mellom Sør Hidle og Tau. Berggrunnen på Stavangersiden av Byfjorden består av fyllitt, samt at fyllitt forekommer på øyene mellom Stavanger sentrum og Buøy, på Buøy, på den sørøstre delen av Hundvåg, og på Sandøy og Odda nord for Hundvåg (langs Solbakktunnelen). For øvrig består berggrunnen av forskjellige gneistyper. Berggrunnen langs traseen for Solbakktunnelen består av gneis tilhørende Boknafjorddekket fra påhuggsområdene og frem til Kistesundet. Denne gneisbergarten er på NGU s berggrunnsgeologisk kart Haugesund angitt som en kvart-feltspatrik gneis, stedvis båndet, for det meste granodiorittisk til tonalittisk og diorittisk, vekselbenkning med, og som ganger, i amfibolitt, glimmergneis og kvartsitt. Berggrunnen på den første øya traseen går under etter Kistesundet (Sandøy), består av fyllitt i den sørlige delen slik at det går et bergartsskille i Kistesundet /ør 18. desember 2009 Side 3 av 88

5 På en mindre del av den nordlige delen av Sandøy, på holmene nord for Sandøy og Odda, samt på Sør Hidle, som traseen går under, og Heng, som ligger øst for traseen, består berggrunnen av gneis. Også berggrunnen på fastlandet på Solbakksiden består av gneis. I henhold til berggrunnsgeologisk kart Haugesund tilhører gneisbergartene på nordre del av Sandøy og på Sør Hidle Boknafjorddekket. Gneisbergarten på Heng og på Solbakk tilhører imidlertid Storheidekket som ligger under Boknafjorddekket. Grensen mellom fyllitt og Boknafjorddekkets gneisbergarter ligger i Kistesundet. Grensen mellom fyllitt og gneis i tunnelnivå er noe usikker på grunn av dekkeoppbyggingen i området med relativt flattliggende bergartsgrenser. Solbakktunnelen vil gå i fyllitt under Sandøy, men fra nordenden av Sandøy og videre mot Solbakk vil tunnelen sannsynligvis gå i gneis. Det er boret et loddrett 260 m dypt hull på sørspissen av Sør Hidle og mikroskopering av borkaksprøver viser at berggrunnen består av gneis i hele borhullet. Det er imidlertid foreslått å foreta boringer også fra Sandøy og Odda for å undersøke eventuelle bergartsgrenser mot dypet. Et av de to dominerende sprekkesettene i fyllitten er sprekker og stikk parallelt skifrigheten. Avstanden mellom ikke-gjennomsettende skifrighetsstikk varierer typisk mellom noen få cm og opp til 10 cm, mens avstanden mellom gjennomsettende sprekker langs skifrigheten ligger på i området 1-2 m eller mer. I områder hvor fyllitten er intens små skala foldet, er skifrighetsstikkene lite markerte. I tillegg forekommer det gjennomsettende tverrsprekker med sprekkeavstander på typisk m. I gneisbergartene er en av hovedsprekkeretningene orientert parallelt foliasjonen med typisk m avstand. I tillegg gjennomsettes berggrunnen av to tverrsprekkeretninger med typisk m avstand. Ut fra de geologiske forholdene og erfaringer fra tunneldriving under tilsvarende geologiske forhold i Stavangerområdet forventes det små innlekkasjer i tunneler som går gjennom fyllitt, både på land og på sjø. Størst usikkerhet er det om det kan oppstå større innlekkasjer ved passering av mektigere kvartsittbenker i området mellom Stavanger Østre Havn og Buøy langs Hundvågtunnelen. Det var små innlekkasjer ved driving av Mastrafjordtunnelen på Rennfastanlegget (fullført i 1993), en tunnel som går gjennom tilsvarende gneiser som de Solbakktunnelen vil gå gjennom. Det var større lekkasjer under driving av Finnfasttunnelen som ligger i de samme gneisbergartene som Mastrafjordtunnelen. Lekkasjene var i all hovedsak lokalisert på den stuffen som ble drevet fra Rennesøy. Det vurderes å være størst risiko for lekkasjer i de partiene langs Solbakktunnelen hvor løsmassemektigheten over fjell er liten (i Horgefjorden sørvest for Hidle og i Hidlefjorden det første sjøstykket nordøst for Hidle). Sensitive naturområder og områder med bebyggelse fundamentert på setningsømfintlige masser Traseen for Eiganestunnelen vil passere vel 100 m fra opprinnelig strandlinje for Mosvatnet. Tunnelen ligger med sålenivå på kote 20-25, mens vannflaten i Mosvatnet ligger på kote 37. Risikoen for at tunnelen vil ha drenerende effekt på Mosvatnet vurderes som svært liten. Den nordre delen av Eiganestunnelen vil ligge med ca. 80 m avstand fra et tjern med en fredet salamanderkoloni. Tunnelsålen ligger på kote 30, mens tjernet ligger på kote 40. Risikoen for at tunnelen vil ha drenerende effekt på tjernet vurderes som svært liten. Deler av bebyggelsen ved påhugget for på- og avkjøringsrampene til Eiganestunnelen ved Madlaveien er fundamentert på kompressible, organiske masser. Under utgraving og utsprengning av forskjæringen må det iverksettes tiltak som hindrer at grunnvannstanden blir senket, og betongkonstruksjonene i forskjærings-/portalområdet må utføres med vanntette trau. Konsekvensene ved senket grunnvannstand vil være setningsskader på nærliggende bebyggelse /ør 18. desember 2009 Side 4 av 88

6 Svakhetssoner i sjøområdet mellom Stavanger Østre Havn og Buøy - langs Hundvågtunnelen Utførte refraksjonsseismiske undersøkelser i sjøområdet mellom Stavanger Østre Havn og Buøy indikerer at berggrunnen gjennomsettes av svakhetssoner i de sundene som traseen passerer på denne strekningen. Bredde og seismisk hastighet varierer. I Strømsteinsundet, det første sundet traseen passerer etter Stavanger sentrum, er det påvist 2 svakhetssoner. Den mektigste sona er den sona som antas å ha strøk NV-SØ og å fortsette videre på land i Banevigåområdet (bredde ca. 40 m, seismisk hastighet m/s). Den sona som stryker Ø-V i sundet under hovedspennet på bybrua, har en bredde på 10 m og en seismisk hastighet på m/s. De seismiske undersøkelsene har videre påvist mange soner med relativt liten bredde i Engøysundet. Laveste seismiske hastighet er m/s. I Grasholmsundet er det påvist en mindre sone. I Pyntesundet har de seismiske undersøkelsene ikke påvist lavhastighetssoner der traseen krysser sundet. Fordelingen av seismiske hastigheter under sjø - Hundvågtunnelen Seismisk hastighet Antall m Prosent > m/s 0 m 0 % m/s 64 m 8.6 % m/s 553m 73.7 % m/s 33 m 4.4 % m/s 40 m 5.3 % m/s 35 m 4.7 % m/s 8 m 1.1 % m/s 17 m 2.2 % Andel lavhastighetssoner ( m/s) er 13.3 % (100 m). Svakhetssoner på land langs Hundvågtunnelen Den markerte nordvest-sørøstgående terrengforsenkningen sør for Breiavatnet representerer utgående av en mektig svakhetssone, sannsynligvis forlengelsen av den svakhetssona som gjennomsetter berggrunnen i Byfjorden og som fortsetter videre inn Vågen i Stavanger. Seismiske undersøkelser, både i Vågen i Stavanger og i området mellom Vågen og Breiavatnet, viser en betydelig forsenkning i underliggende fjelloverflate. Løsmassetykkelsen er vel 40 m på land i bunnen av Vågen som tilsier at fjelloverflaten ligger på ca. kote -40. Svakhetssona i dette området har, ut fra de seismiske profilene, en mektighet på m. Utførte fjellkontrollboringer viser at fjelloverflaten der tunnelen er planlagt å krysse denne svakhetssona sør for Breiavatnet, på det dypeste ligger på kote Terrengoverflaten ligger på kote og løsmassemektigheten er på det dypeste ca. 24 m. Det er utført kjerneboring og kjerneborhullet er benyttet i forbindelse med at det er utført seismisk tomografi mellom kjerneborhullet og terrengoverflaten. Disse undersøkelsene bekrefter at det er dårlig berg i dette området. Den tomografiske undersøkelsen viser seismiske hastigheter på m/s. Bergoverdekningen langs tunnelen på dette partiet vil bli minimum 9-10 m /ør 18. desember 2009 Side 5 av 88

7 Svakhetssoner langs Solbakktunnelen I tabellene under er fordelingen av seismiske hastigheter langs de 3 fjordkrysningene som Solbakktunnelen passerer (Kistesundet, Horgefjorden og Hidlefjorden), sammenstilt. Fordelingen av seismiske hastigheter under sjø - Kistesundet Seismisk hastighet Antall m Prosent > m/s 608 m 86.9 % m/s 0 m 0% m/s 0 m 0% m/s 0 m 0% m/s 92 m 13.1 % m/s 0 m 0% m/s 0 m 0% m/s 0 m 0 % Andel lavhastighetssoner er 13.1 % ( m/s). Fordelingen av seismiske hastigheter under sjø - Horgefjorden Seismisk hastighet Antall m Prosent > m/s 2650 m 61.6 % m/s 933 m 21.7 % m/s 383 m 8.9 % m/s 138 m 3.2 % m/s 71 m 1.7 % m/s 65 m 1.5 % m/s 25 m 0.6 % m/s 35 m 0.8 % Andel lavhastighetssoner er 4.6 % ( m/s) og 7.8 % ( m/s). Fordelingen av seismiske hastigheter under sjø - Hidlefjorden Seismisk hastighet Antall m Prosent > m/s 900 m 41.1 % m/s 2515 m 32.3 % m/s 1173 m 13.8 % m/s 140 m 3.8 % m/s 220 m 4.0 % m/s 237 m 4.1 % m/s 0 m 0.3 % m/s 35 m 0.6 % Andel lavhastighetssoner er 9.4 % ( m/s) og 11.5 % ( m/s) /ør 18. desember 2009 Side 6 av 88

8 Når det gjelder svakhetssoner på land langs Solbakktunnelen, nevnes spesielt sona ytterst på Lundsneset. Seismisk hastighet er m/s, anslått bredde er 50 m og bergoverdekningen er 20 m. Svakhetssoner langs Eiganestunnelen Traseen vil krysse en svakhetssone med liten vinkel under Byhaugen. I Byhaugtunnelen er det en betongsutstøpning med lengde ca. 70 m. Denne betongutstøpningen antas å skyldes denne svakhetssona. Den betydelige lengden på utstøpningen antas å skyldes at Byhaugtunnelen krysset denne svakhetssonen med liten vinkel. For øvrig er det langs traseen ikke tydelige spor i topografien som tilsier at berggrunnen gjennomsettes av større svakhetssoner. De svakhetssonene som er angitt på geologisk tegning, er svakt topografisk eksponert og er følgelig forbundet med en del usikkerheter. I tillegg vil det erfaringsmessig forekomme sleppesoner/mindre svakhetssoner langs skifrigheten i fyllitten. Bergoverdekning på land Tunnel Lengde Bergoverdekning på land <10 m m >20 m Lengdemeter tunnel Hundvågtunnelen Solbakkktunnelen 6.2 km herav 580 m under sjø og m under land 14.1 km herav m under sjø og m under land 200 m 840 m 4580 m 150 m 200 m 3450 m Eiganestunnelen 3.6 km 280 m 700 m 2620 m Bergoverdekning under sjø Tunnel Lengde Bergoverdekning under sjø < 50 m m > 60 m Lengdemeter tunnel Hundvågtunnelen D3 6.2 km herav 580 m under sjø og m under land 70 m (min m) 265 m 245 m Solbakktunnelen 14.1 km herav m under sjø og m under land 50 m (min. 43 m) 620 m 9630 m Krav til bergoverdekning i.h.t. håndbok 021 Vegtunneler - områder med fravik For undersjøiske tunneler er det i håndbok 021 Vegtunneler krav om 50 m fjelloverdekning med mindre det er særskilt godt dokumentert at forholdene er gunstige. For de undersjøiske delene av tunnelene er bergoverdekningen mindre enn 50 m i følgende områder: Hundvågtunnelen: Profil 3250, i Pyntesundet, tunnelheng kote -61.5, fjelloverflate kote -16, bergoverdekning 45.5 m. Beskrivelse: Partiet ligger i det siste sundet før tunnelen passerer under Buøy. Fjelloverflaten ligger på kote -16. Det seismiske profilet som krysser tunneltraseen, viser ingen markerte svakhetssoner. En senkning av tunnelen på dette partiet for å oppnå 50 m bergoverdekning vil medføre større stigning mot Buøy (vil overstige 60 promille) /ør 18. desember 2009 Side 7 av 88

9 Vurdering: Liten dybde til fjelloverflaten og ubetydelig med løsmasser i sundet medfører at det er spesielt god kontroll på beliggenheten av fjelloverflaten. Det er ikke påvist spesielt dårlige bergforhold i sundet. Krysning av sundet med 45.5 m fjelloverdekning vurderes derfor å være forbundet med liten risiko. Etterskrift: Fraviksøknaden er godkjent av Vegdirektoratet. Solbakktunnelen: Profil , ytterst på Lundsneset der tunnelen går under Kistesundet, tunnelheng kote -73 til -76, fjelloverflate kote -30, bergoverdekning m. Beskrivelse: Partiet ligger der Solbakktunnelen går under sjø i Kistesundet. Sjødybden er 0-8 m, og løsmasselaget over fjelloverflaten har en mektighet på m. Fjelloverflaten ligger på kote -30. Det seismiske profilet langs tunneltraseen på dette partiet viser en svakhetssone med seismisk hastighet m/s og bredde 40 m. Vurdering: Seismisk hastighet på m/s indikerer at berggrunnen er av noe dårlig kvalitet, men den aktuelle sona er sannsynligvis ikke en bruddsone av spesielt dårlig bergmassekvalitet. En senkning av tunnelen på dette partiet vil få store konsekvenser for plasseringen av dagsonen på Hundvåg nord. Denne må da flyttes sørover, noe som geologisk er uproblematisk, men som i forhold til reguleringsplanmessige forhold, kan bli svært komplisert og omstridt. I tidligere benyttede dimensjoneringskurver for fastsettelse av nødvendig bergoverdekning for undersjøiske vegtunneler (som fortsatt benyttes i andre undersjøiske tunnelprosjekt), ble nødvendig bergoverdekning gitt som funksjon av dybden til fjelloverflaten (vanndybde pluss løsmassemektighet). Ved en dybde til fjelloverflaten på 30 m gir de tidligere benyttede dimensjoneringskurvene en minste bergoverdekning på 25 m. Passering av det aktuelle partiet med m bergoverdekning vurderes derfor å kunne utføres innenfor akseptabel risiko. Etterskrift: Fraviksøknaden er godkjent av Vegdirektoratet. Forut for endelig behandling av fraviksøknaden i Vegdirektoratet ble det utført supplerende seismiske undersøkelser. Det er utført 2 seismiske profiler langs sørgående tunnelløp (de opprinnelige seismiske undersøkelsene er lagt langs nordgående tunnelløp), ett 115 m langt profil fra strandlinja og ut i sjøen, og ett profil fra strandlinja og 230 m inn over land. De seismiske profilene langs nordgående tunnelløp og sørgående tunnelløp viser omtrent identiske resultater. Videre er det utført supplerende grunnboringer for å kontrollere dybden til fjell. Overdekningsforhold langs tunneltraseene. Oppsummering På figuren på neste side er bergoverdekningen på utvalgte punkter langs Hundvågtunnelen (H1-H3)og Solbakktunnelen (S1-S6) plottet som funksjon av dybden til berg. Punktene S1 og H3 representerer partier hvor søknaden om fravik fra kravet om 50 m bergoverdekning er godkjent. Diagrammet som figuren tar utgangspunkt i, er utarbeidet som en del av forskningsarbeid utført ved NTNU. På figuren er også minste bergoverdekning for de nærliggende tunnelene Byfjordtunnelen, Mastrafjordtunnelen og Finnøytunnelen tatt med /ør 18. desember 2009 Side 8 av 88

10 S6 H1 H2 H3 S1 S2 S3 S4 S5 Krav til bergoverdekning i Statens vegvesen håndbok 021: 50 m Finnøytunnelen Byfjordtunnelen Mastrafjordtunnelen H1: Hundvågtunnelen profil 2200 H2: Hundvågtunnelen profil 2847 H3: Hundvågtunnelen profil 3250 (fravik) S1: Solbakktunnelen profil 7050 (fravik) S2: Solbakktunnelen profil 7500 S3: Solbakktunnelen profil 9870 S4:Solbakktunnelen profil S5:Solbakktunnelen profil S6: Solbakktunnelen profil /ør 18. desember 2009 Side 9 av 88

11 Innholdsfortegnelse 1. Innledning Prosjektbeskrivelse nøkkeldata Grunnlagsmateriale Utførte grunnundersøkelser Seismiske undersøkelser Kjerneboring Seismisk tomografi Grunnboringer Geologiske forhold generell oversikt over prosjektområdet Generelt Regionalgeologi Bergartsfordeling og dekketektonikk Tektoniske bruddsoner Erfaringer fra bygging av underjordsanlegg i nærliggende områder Erfaringer fra underjordsanlegg i fyllitt i Visteflaket Erfaringer fra gneisbergartene i Boknafjorddekket Geologiske forhold langs tunnelene. Ingeniørgeologiske vurderinger Generelt Hundvågtunnelen Trasébeskrivelse Topografi, sjødybder og løsmasser Bergartsfordeling Kvalitet på sprengstein Detaljoppsprekning Svakhetssoner Påhuggsområder og dagsoner Bergoverdekning på land Bergoverdekning under sjø Vannlekkasjer Avstand til bebyggelse. Rystelsesrestriksjoner. Bygningsbesiktigelser Naturområder sårbare for grunnvannspåvirkning Setningsømfintlige områder. Fundamenteringsforhold. Setningsnivellement Spesielt anleggsteknisk krevende partier Solbakktunnelen Trasébeskrivelse Topografi, sjødybder og løsmasser Bergartsfordeling Kvalitet på sprengstein Detaljoppsprekning /ør 18. desember 2009 Side 10 av 88

12 7.3.6 Svakhetssoner Påhuggsområder og dagsoner Bergoverdekning på land Bergoverdekning under sjø Vannlekkasjer Avstand til bebyggelse. Rystelsesrestriksjoner. Bygningsbesiktigelser Naturområder sårbare for grunnvannssenkning Setningsømfintlige områder. Fundamenteringsforhold. Setningsnivellement Spesielt anleggsteknisk krevende partier Eiganestunnelen Trasébeskrivelse Topografi og løsmasser Bergartsfordeling Kvalitet på sprengstein Detaljoppsprekning Svakhetssoner Påhuggsområder og dagsoner Bergoverdekning Vannlekkasjer Avstand til bebyggelse. Rystelsesrestriksjoner. Bygningsbesiktigelser Naturområder sårbare for grunnvannssenkning Setningsømfintlige områder. Fundamenteringsforhold. Setningsnivellement Sikringsprognoser Arbeider foran stuff - sonderboring, injeksjon og sluttlekkasjer Sonderboring Injeksjon Sprengning med reduserte salvelengder Stabilitetssikring Forbolter Sikringsbolter Sprøytebetong Sprøytebetongbuer Utstøpning Vann- og frostsikring Sammenstilling - sikringsprognoser Krav til bergoverdekning i.h.t håndbok 021 Vegtunneler områder med fravik Overdekningsforholdene langs tunneltraseene. Oppsummering Forslag til videre grunnundersøkelser Hundvågtunnelen Solbakktunnelen Eiganestunnelen /ør 18. desember 2009 Side 11 av 88

13 11.4 Installering av peilerør for vannstandsobservasjoner Forslag til bemanning, nødvendig kompetanse og erfaring i forbindelse med ingeniørgeologisk oppfølging i byggefasen Vedlegg 1. Oversiktstegninger, plan og lengdeprofil, av prosjektområdet. 2. Borplaner, grunnboringer. Foreligger på Statens vegvesen Region vest tegninger nr A (oversiktskart med beliggenheten av de enkelte borplaner) og nr f.o.m. 01 t.o.m. 13 (borplaner). 3. Kart over løsmassetykkelser i Horgefjorden og Hidlefjorden basert på akustiske undersøkelser, Utarbeidet av GEOMAP AS. 4. Geologi, plan og lengdeprofil, tegninger nr. X601-X Topographic and magnetic lineaments with possible deep weathering zones kart vedlagt NGU rapport Geological and Geophysical investigations for the Rogfast project. 6. Borlogger og foto av kjernekasser fra kjerneboringen gjennom svakhetssonen sør for Breiavatnet langs Hundvågtunnelen /ør 18. desember 2009 Side 12 av 88

14 M ULTIC ONSULT 1. Innledning I Ryfastprosjektet inngår to undersjøiske veitunneler; Hundvågtunnelen, lengde ca. 6.2 km, fra Kannik-/Schancheholenområdet like sør for Stavanger sentrum, under Stavanger Østre Havn, til bydelen Hundvåg, helt nord i Stavanger kommune, og Solbakktunnelen, lengde ca km, fra Hundvåg til Solbakk i Strand kommune. Begge tunnelene er to-løps tunneler med tverrsnitt T8.5 (Solbakktunnelen) og T9.5 (Hundvågtunneen). Prosjektområdet er vist på foto 1 og på figur 1. Lundsneset Sør Hidle Horgefjorden Kistesundet Hidlefjorden Solbakk Byfjorden Hundvåg Hundvågkrossenn Buøy Engøy Pyntesundet Sølyst Strømsteinsundet Stavanger Østre Havn Storhaug Byhaugen Kampen Breiavatnet Smiene Eiganes Våland, Mosvatnet, Schancheholen Madlaveien Kannik Fotoo 1 Størstedelen av prosjektområdet. En del lokalitetsnavn som benyttes i rapporten, er påført. På Stavangersiden vil bygging av Ryfast medføre at det må gjøres tiltak på dagens E39 fra Schancheholen til Smiene. Dette tiltaket er Eiganestunnelen, en videreføring av E39 i en 3.6 km lang to-løps T9.5 tunnel fra Kannik-/Schanheholenområdet under bydelene Eiganes, Kampen og Byhaugen, frem til tunnelpåhugg og dagsone ved Smiene som ligger like ved påhugget for Byhaugtunnelen langs dagens E39 i den nordre del av Stavanger kommune. Eiganestunnelen har påhugg ved Schancheholen. Hundvågtunnelen sørgående løp grener av fra Eiganestunnelen under bydelen Våland og nordgående løp kobles på Eiganestunnelen i det samme området. Påhugget for på- og avkjøringsrampene for Hundvågtunnelen er plassert ved Gamlingen, langs dagens E39. Videre er det på- og avkjøringsramper til/fra Eiganestunnelen med påhugg ved Madlaveien, i Kannikområde slik at trafikk som skal fra Eiganestunnelen til Stavanger sentrum, ikke må kjøre helt til Schancheholen for deretter å snu og kjøre tilbake/nordover. Hundvågtunnelen vil krysse Stavanger sentrum like sør før Breiavatnet, og krysningenn av sjøstykket mellom Stavanger sentrum og Buøy/Hundvåg skjer mellom Stavanger Østre Havn og sørøstspissen av Buøy, like vest for Bybrua. Dagsonen er lokalisert på Lunde på Hundvåg nord. Alle ramper i prosjektet har tverrsnitt T7.5. Tverrsnitt T7.5 er også benyttet langs Hundvågtunnelen for strekningen mellom på- og avkjøringsrampene på Buøy og frem til dagsone Hundvåg nord. Denne rapporten inneholder en sammenstilling av utførte grunnundersøkelser, en beskrivelse av de geologiske forholdene i prosjektomtrådet, ingeniørgeologiske trasévurderingerr og prognoser for vann- og frostsikring, og er utarbeidet i forbindelse med utarbeidelsee av reguleringsplaner for Ryfastprosjektet i april Etter at reguleringsplanen forelå i april

15 M ULTIC ONSULT 2008, er det utført supplerende grunnundersøkelser i Foreliggende rapport er en revidert utgave av den rapporten som ble utarbeidet for reguleringsplanen. Resultater og vurderinger fra de supplerende grunnundersøkelsene er inkludert i denne rapporten. Rapporten har tatt utgangspunkt i kapittel 204 i håndbok vegtunneler, utgave desember m.h.t. hvilke momenter som bør inngå i en geologisk rapport på reguleringsplannivå. Videre er relevante punkter i Statens vegvesen, Vegdirektoratet, Byggherreseksjonen, NA- rundskriv 2007/3 (Nye og utfyllende bestemmelser, prosedyrer og tiltak vedrørende planlegging, prosjektering, bygging, drift og vedlikehold av vegtunneler) inkludert. 2. Prosjektbeskrivelsee nøkkeldata I tabell 1 er nøkkeldata for tunnelene opplistet. Prosjektområdet vises på figur 1. Tabell 1 Prosjektdata - nøkkeldata Tunnel Lengde Tverrsnitt Maks. stigning Dypeste punkt Andel av tunnel under sjø Hundvågtunnelen 6.2 km 2 x T Solbakktunnnlen 14.1 km 2 x T m -290 m 9.4 % (580 m) 73.6 % ( m) Eiganestunnelen 3.6 km 2 x T m Merknader: Lengder er for hovedløp, eksklusiv på- og avkjøringsramper Langs Hundvågtunnelen er tverrsnittet T7.5 mellom på- og avkjøringsrampene på Buøy og frem til dagsone Hundvåg nord. Alle ramper i prosjektet har tverrsnitt T % Solbakktunnelen Solbakk Hundvåg Eiganestunnelen Hundvågtunnelen Stavanger Figur 1 Oversikt over tunneltraseer

16 3. Grunnlagsmateriale En del av grunnlagsmaterialet opplistet under er arbeider som er utført for tidligere alternative traseer. Spesielt nevnes at traseen for Hundvågtunnelen tidligere lå lenger nord i Byfjorden (krysset Byfjorden i området Kalhammeren-Ulsnes). Denne traseen ble fremlagt for reguleringsplanbehandling i Stavanger kommune uten å bli vedtatt. Følgende grunnlagsmateriale er benyttet: 1) Rapport nr. L - 241A, nr. 2 fra Statens vegvesen, Vegdirektoratet, Ryfast Undersjøiske tunneler fra Stavanger til Solbakk Rv13, datert , rapport utarbeidet for forrige reguleringsplanbehandling i ) Rapport nr. L - 241A, nr. 3 fra Statens vegvesen, Vegdirektoratet, Ryfast Undersjøiske tunneler fra Hundvåg til Solbakk, geologiske undersøkelser, datert Rapporten er i stor grad sammenfallende med den delen av den geologiske rapporten datert som omhandler Solbakktunnelen, men inneholder i tillegg resultater fra supplerende refraksjonsseismiske undersøkelser som ble anbefalt utført i ovennevnte rapport nr. 2. 3) Rapporter fra refraksjonsseismiske undersøkelser utført av GEOMAP AS: Rapport nr , del 1 og del 2, datert 26. mai Rapporten inneholder resultater fra refraksjonsseismiske undersøkelser utført i 2000, 2003 og Rapporten inneholder også en egen rapport fra NGI fra seismisk tomografi i Byfjorden langs et tidligere traséalternativ for Hundvågtunnelen (nærmere omtalt i innledningen til dette kapittelet). Rapport nr datert 27. juni Rapporten inneholder resultater fra supplerende refraksjonsseismiske undersøkelser utført i ) Rapport fra refraksjonsseismiske undersøkelser utført av as GeoPhysix: Rapport nr datert Rapporten inneholder resultater fra refraksjonsseismiske undersøkelser i Stavanger Østre Havn, Engøysundet, Pyntesundet og Lundsneset/Kistesundet. Rapport nr datert Rapporten inneholder resultater fra supplerende refraksjonsseismiske undersøkelser på Lundsneset/Kistesundet. Rapport nr datert Rapporten inneholder resultater fra supplerende refraksjonsseismiske undersøkelser i Hidlefjorden. 5) Multiconsult AS rapport nr datert 2. april 2008, Statens vegvesen Region Vest, RYFAST - Undersjøisk vegtunneler fra Stavanger til Solbakk. Rv 13. Geologiske forhold. Denne rapporten ble utarbeidet i tilknytning til reguleringsplanhandlingen av prosjektet. Rapporten inneholder både beskrivelse av et traséalternativ identisk med vedtatt trasé, benevnt alternativ D3 i rapporten, og et traséalternativ som under reguleringsplanbehandlingen ikke ble videreført, benevnt alternativ A3. Foreliggende rapport er i hovedsak sammenfallende med beskrivelsen av alternativ D3 i nevnte rapport bortsett fra at foreliggende rapport også inneholder en beskrivelse av resultater og vurderinger av de supplerende grunnundersøkelsene utført etter at rapporten datert 2. april 2008 ble utarbeidet. 6) Resultater fra grunnboringer (fjellkontrollboringer og totalsonderinger) utført for prosjektet. Arbeidene er utført av Statens vegvesen Region vest. I vedlegg 2 er det lagt ved borplaner med resultater fra de utførte grunnboringene. Statens vegvesen Region vest har også utarbeidet en egen geoteknisk datarapport (SVEIS saksnr ) og Multiconsult AS har utarbeidet en egen rapport med geotekniske og fundamenteringstekniske vurderinger av dagsonene i prosjektet (Multiconsult AS notat av 2. juni saksnr ) /ør 18. desember 2009 Side 15 av 88

17 7) Flyfoto: Serie 1678, bilde nr. C5 og C6, D7-D10, E7-E9, målestokk 1: Serie 4414, bilde nr. B5-B9, målestokk 1: Serie 3720, bilde nr. E3-E5, målestokk 1: Serie 12962, stripe 9, bilde nr , og stripe 12, bilde nr Serie 96042, bilde F6-F8, Norsk Luftfoto og Fjernmåling/Terratec AS. 8) Berggrunnsgeologisk kart Stavanger, M 1: og Haugesund, M 1: , Norges Geologiske Undersøkelser. 9) NGU rapport , Geological and geophysical investigations for the Rogfast project. Rapporten inneholder bl.a. et lineamentskart/dypforvitringskart som også dekker Ryfastområdet. Dette er lagt ved i vedlegg 5. 10) Roy H. Gabrielsen, Alvar Braathen, John Dehls & David Roberts, Tectonic lineaments of Norway, Norsk Geologisk Tidsskrift 2002, no ) Rapporter fra relevante grunnundersøkelser som foreligger i arkivene til Multiconsult AS (kfr. kapittel 4.4 hvor de er opplistet). 12) GEOMAP AS tegninger som viser løsmassetykkelser i Horgefjorden og Hidlefjorden basert på akustiske undersøkelser. Løsmassetykkelsene er vist på tegninger der også beliggenheten av de refraksjonsseismiske profilene (bortsett fra de som er utført i 2009) er vist. Tegningene er lagt ved i vedlegg 3. 13) GEOMAP AS rapport nr Rv. 13 Stavanger -Solbakk (Ryfast). Seismisk tomografi mellom borhull og terrengoverflaten ved Lagårdsveien-Gravlunden. I forbindelse med at det ble søkt Vegdirektoratet om fravik fra kravet om 50 m bergoverdekning høsten 2007 (kfr. kapittel 9), ble professor Bjørn Nilsen ved NTNU bedt av Vegdirektoratet om å foreta en geologisk vurdering av fraviksøknaden. I tillegg ble han også bedt om å vurdere andre områder langs tunneltraseene med lav bergoverdekning og vanskelige geologiske forhold. Disse vurderingene er nedfelt i brev av (Vurdering av bergoverdekning i Ryfast-prosjektet). Det er referert til dette brevet i denne rapporten. Anbefalingene i dette brevet når det gjelder trasévalg, bergoverdekning og videre grunnundersøkelser er også behandlet i foreliggende rapport. 4. Utførte grunnundersøkelser I det etterfølgende er utførte grunnundersøkelser nærmere presentert. Rapportene fra de utførte undersøkelsene er opplistet i kapittel Seismiske undersøkelser Det er utført seismiske undersøkelser i flere faser i perioden De seismiske undersøkelsene har bestått av akustiske undersøkelser og refraksjonsseismisk profilering. Arbeidene er utført av GEOMAP AS ( ) og as GeoPhysix ( ). Rapportene fra de refraksjonsseismiske undersøkelsene er opplistet i kapittel 3. Undersøkelsesområdene er vist på figur 2, 3, 4 og 5. Det presiseres at det i rapportene fra de seismiske undersøkelsene også er resultater fra undersøkelser fra tidligere alternative traseer. Dette gjelder spesielt områder i Byfjorden hvor, som tidligere nevnt, traseen for Hundvågtunnelen opprinnelig lå lenger nord. I dette området ble det gjort forsøk på kjerneboring gjennom hovedforkastningen i Byfjorden (fastboring og delvis mislykket kjerneopptak). Det ble utført seismisk tomografi mellom et borhull boret i etterkant og sjøbunnen /ør 18. desember 2009 Side 16 av 88

18 M ULTIC ONSULT Figur 2 Refraksjonsseismiske undersøkelsesområder hvor resultater foreligger i GEOMAP AS rapport nr Figur 3 Refraksjonsseismiske undersøkelsesområder hvor resultater foreligger i GEOMAP AS rapport nr

19 M ULTIC ONSULT Kistesundet/Lundsneset P6/07, P7/07, P1/08 Pyntesundet P5/ /07 Engøysundet P3/07, P4/07 Strømsteinsundet P1/07, P2/07 Figur 4 Refraksjonsseismiske undersøkelsesområder hvor resultater foreligger as GeoPhysix rapporter nr og nr Hidlefjorden P1/09 P15/09 Figur 5 Refraksjonsseismiskk undersøkelsesområde hvor resultater foreligger i as GeoPhysix rapport nr Totalt er det skutt m seismikk i Byfjorden, m mellom Stavanger Østre Havn og Buøy, m på land på Lundsneset, m i Kistesundet, m i Horgefjorden, m i Hidlefjorden, 345 m på land mellom Tau og Solbakk og 300 m i påhuggsområdet på Solbakk. I vedlegg 3 er det lagt ved en tegning som viser løsmassemektigheter basert på de akustiske undersøkelsene. Kabellengdene ved de refraksjonsseismiske undersøkelsene har vært 115 m, 230 m og 470 m, avhengig av sjødybder og løsmassemektigheter. Alle kabellengder i Hidlefjorden har, bortsett fra i en innledende fase, vært 470 m på grunn av de tildels store løsmassemektighetene i dette området. De supplerende refraksjonsseismiske undersøkelsene utført i Hidlefjorden i 2009 ble utført fordi de foreliggende seismiske profilene på enkelte partier lå noe sideforskjøvet i forhold til traseen, samt at det var ønskelig med flere tverrprofiler for ytterligere kontroll av de store løsmassemektighetene i dette området.

20 Omtrent hele traseen for Hundvågtunnelen under sjøer dekket av refraksjonsseismikk. Langs traseen for Solbakktunnelen er omtrent hele traseen i Kistesundet og i Hidlefjorden dekket av refraksjonsseismikk. Unntaket er et område fra strandlinja på Sør Hidle og de første ca. 700 m langs traseen hvor imidlertid utførte akustiske undersøkelser viser løsmassemektigheter på 0-10 m, bergoverdekningen er m og underliggende fjelloverflate ut fra akustiske undersøkelser heller slakt utover. I Horgefjorden er ca. 50 % av traseen dekket av refraksjonsseismikk. Som det fremgår av den tegningen som viser løsmassemektigheter basert på de akustiske undersøkelsene (vedlegg 3), er det omfattende akustiske data fra Horgefjorden slik at de områdene som ikke er dekket av refraksjonsseismikk, er dekket av akustiske undersøkelser. Området med manglende refraksjonsseismikk i Horgefjorden ligger i områder hvor bergoverdekningen er betydelig ( m). 4.2 Kjerneboring Det er utført kjerneboring gjennom en svakhetssona langs Hundvågtunnelen sør for Breiavatnet. Borlogger og foto av kjernekasser er lagt ved i vedlegg Seismisk tomografi Kjerneborhullet nevnt under punkt 4.2 er benyttet for seismisk tomografi mellom borhullet og dagen. Rapporten fra GEOMAP AS er opplistet i grunnlagsmaterialet i kapittel Grunnboringer Grunnboringer i form av fjellkontrollboringer og totalsonderinger er utført i flere omganger. Resultatene fra grunnboringene (terrenghøyde, kotehøyde antatt fjelloverflate, løsmassetykkelse og boret dybde i antatt fjell) er presentert på tegninger utarbeidet av Statens vegvesen Region vest (lagt ved i vedlegg 2). Beliggenheten av undersøkelsesområdene er vist på figur 6 og 7. Nærmere beskrivelse av de enkelte områdene er gitt på neste side. Det er også utarbeidet en egen datarapport fra de utførte grunnboringene og en egen rapport med geotekniske og fundamenteringsteknisk vurderinger av dagsonene (kfr. kapittel 3 grunnlagsmateriale, pkt. 6). En del av grunnundersøkelsesområdene opplistet i det etterfølgende ligger langs tidligere traséalternativer. Figur 6 Områder hvor det er utført grunnboringer, Stavanger og Hundvåg /ør 18. desember 2009 Side 19 av 88

21 Figur 7 Områder hvor det er utført grunnboringer, Tau og Solbakk Det er utført grunnboringer i følgende områder (nummerering refererer til figur 6 og figur 7): 1. I området ved Gamlingen/øst for Mosvatnet/E39 ved på- og avkjøringsrampen for Hundvågtunnelen. 2. Dagsone langs Madlaveien hvor også på- og avkjøringsrampene for Eiganestunnelen er lokalisert. 3. Langs traseen for Eiganestunnelen, mellom Eiganes gravlund og Madlaveien. 4. Nordre del av traseen for Eiganestunnelen, fra Eiganes gravlund til Byhaugen. 5. I forskjærings-/påhuggsområdet for Eiganestunnelen ved Smiene. 6. I området sør for Breiavatnet hvor tunnelen krysser en markert terrengforsenkning. 7. I Bangarvågen og ved Rosenberg verft, i det utfylte området i sjøen og ved påhuggsområder for på- og avkjøringsrampen for Hundvågtunnelen. 8. I Hundvågkrossen. 9. Ved dagsone Skeie og langs tunneltraseen fra dagsonen både nordover og sørover (disse boringene ligger langs et tidligere traséalternativ). 10. Langs traseen fra Hundvågkrossen mot dagsone Hundvåg nord. 11. Dagsone Hundvåg nord hvor det er utført boringer både for valgt dagsonealternativ og for et alternativ som ligger noe lenger sør. 12. Mellom dagsone Hundvåg nord og Lundsneset. 13. Lundsneset - langs trasé/seismisk profil. Det er også utført prøveopptak langs seismiske profiler i forbindelse med de supplerende seismiske undersøkelsene i På Tau, i et område mellom der tunnelen går under land og Solbakk. 15. Solbakk - i påhuggsområdet. I tillegg er grunnundersøkelsesrapporter i Multiconsult AS arkiver benyttet i arbeidene: NOTEBY AS rapport nr og - 2 (Statens vegvesen, ny E18 i Stavanger sentrum, grunnundersøkelser og seismiske undersøkelser) er benyttet ved vurderinger i området ved terrengforsenkningen like sør for Breiavatnet (område 6 i ovennevnte opplisting). Følgende rapporter i Multiconsult AS arkiver er benyttet i forbindelse med vurderinger i Banevigå/Badedammen området og videre over Strømsteinsundet (område 16 på figur 5): NOTEBY AS rapport nr og - 2 (Utbygging Badedammen) NOTEBY AS rapport nr (Stavanger Havnevesen, Bekhuskaien) /ør 18. desember 2009 Side 20 av 88

22 Siv. ing Olav Rein AS/Geoteam AS rapport nr. 3491/ (Strømsteinbrua/bybrua - seismiske målinger for hovedspenn og Grasholmsundet). Siv. ing Olav Rein AS/Geoteam AS rapport nr. 3491/ (Strømsteinbrua/bybrua - ingeniørgeologiske undersøkelser). Siv. ing Olav Rein AS/Geoteam AS rapport nr. 3491/ (Strømsteinbrua/bybrua - samlerapport over alle fjellkontrollboringer fra akse 1 til akse 25). 5. Geologiske forhold generell oversikt over prosjektområdet 5.1 Generelt Berggrunnen i prosjektområdet ble innledningsvis beskrevet i rapport nr. L-241A nr. 2 av fra Statens vegvesen, Vegdirektoratet ( Ryfast Undersjøiske tunneler fra Stavanger til Solbakk Rv13 ), utarbeidet i tilknytning til arbeidet med reguleringsplanen for Ryfast etter det som i en tidligere fase ble benevnt alternativ A3, en prosess som p.g.a. dagsoneløsningene på Hundvåg ble avbrutt etter behandling i Stavanger kommune. Rapporten baseres på det opprinnelige alternativet (benevnt A3 i tidligere planer), med krysning av Byfjorden mellom Kalhammeren og Ulsnes og en dagsone på Hundvåg vest på Skeie. Vegdirektoratet har også utarbeidet en rapport som kun omhandler Solbakktunnelen, rapport nr. L-241A nr. 3 av ( Ryfast Undersjøisk tunnel fra Hundvåg til Solbakk Rv13 ). Rapporten er omtrent identisk med det som er beskrevet for Solbakktunnelen i rapport nr. 2, men i tillegg inneholder rapporten resultatene fra de supplerende refraksjonsseismiske undersøkelsene i Horgefjorden og på Tau som ble foreslått utført i rapport nr. 2, samt at den har gitt en mer omfattende behandling av svakhetssonene langs tunneltraseen. Traseen for Hundvågtunnelen ligger i dag mye lenger sør enn den opprinnelige traseen med kryssing av Byfjorden mellom Kalhammeren og Ulsnes. Hundvågtunnelen etter dagens trasé krysser Byfjorden i Stavanger Østre Havn og går deretter under Buøy. Denne justeringen av traseen for Hundvågtunnelen skyldes valg av dagsoneløsning på Hundvåg. Traseen for Solbakktunnelen er, bortsett fra noen justeringer på Lundsneset på nordspissen av Hundvåg, identisk med den traseen som ble lagt frem for reguleringsplanbehandling i Disse traseene er geologisk undersøkt og vurdert av Vegdirektoratet og det ble utarbeidet rapporter for reguleringsplanbehandlingen (se referanse over). I ovennevnte geologiske rapporter er det lagt ved en geologisk plantegning og lengdeprofil i målestokk 1: med bergartssammensetning i området, beliggenhet av seismiske profiler, beliggenheten og relativ mektighet av svakhetssoner, både ut fra resultatene fra seismiske undersøkelser og kartlegging på land, og løsmassemektighet. Det er også lagt ved tegninger i målestokk 1:2.000 med tilhørende informasjon (eksklusiv bergartsammensetning). Det er, som det vil fremgå av tidligere beskrivelse av utførte seismiske undersøkelser, utført refraksjonsseismiske undersøkelser etter at denne rapporten fra Vegteknisk avdeling ble utarbeidet, både de supplerende seismiske undersøkelsene som ble anbefalt utført i rapporten, og seismiske undersøkelser som har dekket alternative traseer. De videre arbeidene med Ryfastprosjektet og Eiganestunnelen etter at ovennevnte rapporter fra Vegdirektoratet ble utført, har, for Hundvågtunnelen, også sett etter andre traséalternativer som har endt opp med det traséalternativet som er ferdig reguleringsplanbehandlet. I ovennevnte geologiske rapporter er det i hovedsak sett på tunnelene i Ryfastprosjektet, mens i denne rapporten er de tre tunnelene som inngår, Hundvågtunnelen og Solbakktunnelen i Ryfstprosjektet, og Eiganestunnelen, behandlet i 3 separate kapittel under beskrivelsen av de geologiske forholdene. Som nevnt i kapittel 3 - grunnlagsmaterialet, pkt. 5 - er forløperen til /ør 18. desember 2009 Side 21 av 88

23 denne rapporten en rapport som også inneholdt en beskrivelse av det traséalternativet som midt i reguleringsplanbehandlingen ikke ble videreført (alternativ A3). 5.2 Regionalgeologi Bergartsfordeling og dekketektonikk Prosjektområdet er dekket av to berggrunnsgeologiske kart - Stavanger og Haugesund - målestokk 1: (ref. 7). På begge disse kartene er det en beskrivelse av bergartsfordeling og tektonikk. Tilsvarende foreligger i rapporten Geological and Geophysical investigations for the Rogfast project (ref. 8), en rapport der den regionalgeologiske beskrivelsen også dekker Ryfastområdet. Etterfølgende regionalgeologiske beskrivelse er hentet fra disse to kildene. Dessuten er artikkelen Tectonic lineaments of Norway benyttet (ref. 9). Referansene er beskrevet i kapittel 3. Berggrunnen i denne delen av Rogaland består av prekambriske autoktone/stedegne bergartsenheter med kaledonske dekker over. De prekambriske autoktone bergartsenhetene er eksponert på østsida av Gandsfjorden, i Sandnes kommune, og i den midte og østre delen av Strand kommune, samt på nordsida av Boknafjorden, fra Vestre Bokn og nordover i Tysvær kommune. Bergartene i disse enhetene består av gneiser varierende i sammensetning fra granittisk til diorittisk, samt enkelte gabbroforekomster. I den østre og nordre delen av Rogaland forekommer det et tynt lag av autoktone/stedegne omdannede sedimentære bergarter som i den nedre delen i enkelte områder starter med kvartsitt, men som ellers i hovedsak består av fyllitt. I den østre og nordre delen av Rogaland kan denne enheten av omdannede sedimentære bergarter ha en tykkelse på flere hundre meter, mens den i den sørlige og vestlige delen av Rogaland (i Ryfastområdet) ser ut til å være fjernet av de overliggende alloktone/langtransporterte dekkene. Ryfasttunnelene vil i sin helhet gå gjennom de overliggende alloktone/langtransporterte kaledonske dekkeenhetene bestående i hovedsak av fyllitter og gneiser skjøvet under den kaledonske fjellkjededannelsen for ca. 350 millioner år siden. Det underste av disse alloktone dekkene (Visteflaket) består langs traseene av fyllitter stedvis rike på kvartslinser, og det forekommer også områder med kvartsrik fyllitt og soner med rene kvartsittbenker. Bergartene er av kambrisk til ordovisisk alder. Grensen mellom de underliggende autoktone/stedegne fyllittenhetene er vanskelig å lokalisere fordi bergartene er like i sammensetning. I Stavangerområdet har fyllitten i Visteflaket en tykkelse på flere hundre meter. Gneisbergartene som ligger i dekkeenhetene over fyllittene i Visteflaket, er av prekambrisk alder og ble skjøvet inn over fyllittene under den kaledonske fjellkjededannelsen. Grensen utgjøres av relativt flattliggende skyvesoner. Gneisbergartene varierer fra båndete kvarts- og feltspatrike gneiser til tonalittiske gneiser og glimmerrike gneiser, samt amfibolittiske gneiser/amfibolitter. Foliasjonen er relativt flattliggende som samsvarer med den horisontale dekkeoppbyggingen i området. Gneisbergartene langs traseen tilhører to ulike dekkeenheter; Boknafjorddekket i vest og Storheidekket i øst. Storheidekket ligger under Boknafjorddekket. Gneisbergartene i Storheidekket er ofte mer glimmerrike. Grensen mellom de to dekkene ligger mellom Sør Hidle og Tau uten at det er mulig å si nøyaktig hvor. På berggrunnsgeologisk kart Haugesund er det vist en skyveforkastning mellom Boknafjorddekket og Storheidekket i Hidlefjorden mellom Sør Hidle og Tau, i Horgefjorden like nord for Odda og i Kistesundet. Berggrunnen på Stavangersiden av Byfjorden består av fyllitt, samt at fyllitt forekommer på øyene Sandøy og Odda nord for Hundvåg (langs Solbakktunnelen). For øvrig består berggrunnen av forskjellige typer gneiser /ør 18. desember 2009 Side 22 av 88

24 M ULTIC ONSULT Bergartsgrensen mellom fyllitt og gneis er noe usikker i tunnelnivå på grunn av den subhorisontale dekkeoppbyggingen i området. Det er boret et loddrett 260 m dypt hull på sørspissen av Sør Hidle. Det er innhentet borkaksprøver for hver 50. meter ned til kote Bergarten bestod av en kvarts- feltspatrik gneis i alle prøvene. Det er anbefalt at det utføres boringer på Sandøy og på Odda for ytterligere å kartlegge eventuelle bergartsgrenser i dypet. Rennesøy Finnøy Finnøytunnelen (åpnet 2009) Mastrafjordtunnelen (åpnet 1993) Byfjordtunnelen (åpnet 1993) Tau Randaberg Solbakktunnelen Jørpeland Eiganestunnelen Hundvågtunnelen Stavanger Diorittisk til grantittisk gneis, glimmergneiser (Området ved Tau og vestover, og sørvest for Stavanger) Alloktone/langtransporterte dekkebergarter av prekambrisk alder Amfibolitt og glimmerskifer (Rennesøy og Finnøy) Alloktone/langtransporterte dekkebergarter av prekambrisk alder Fyllitt (Stavanger og nordvestover mot Randaberg) Alloktone/langtransporterte dekkebergarter av kambrisk til ordovisisk alder Øyegneis, granitt, foliert granitt (Området øst for Tau og Jørpeland, og sørøst for Stavanger) Autoktone/stedegne bergartsenheter av prekambrisk alder Figur 8 Oversikt over hovedtrekkene i berggrunnsgeologien i området med traseene for Eiganestunnelen, Hundvågtunnelen og Solbakktunnelen inntegnet, samt tre andre fullførte undersjøiske vegtunneler.

25 M ULTIC ONSULT Sør Hidle Hidlefjorden Tau Solbakk Sandøy Odda Solbakktunnelen Horgefjorden Hundvåg Kistesundet Heng Eiganestunnelen Hundvågtun nnelen Stavanger Fyllitt tilhørende Visteflaket Gneisbergarter tilhørende Boknafjorddekket i vest og Storheidekket i øst Figur 9 Oversikten over berggrunnsgeologien langs tunneltraseene Tektoniske bruddsoner Ut fra tektonisk lineamentskart av Norge er det i Ryfastområde et følgende hovedretninger av nær vertikale tektoniske bruddsoner: Bruddsoner med strøk ØNØ-VSV til NØ-SV: Typisk for de Prekambriske områdene øst og sørøst for prosjektområdet (Indre Rogaland og området sørover mot Agder). Hunnedalen, Lysefjorden, området fra Tau til Tysdalsvatnet og Årdalsfjorden inngår i denne hovedretningen. I denne hovedretningen inngår en rekke strukturer som dekker et tidsspenn fra Prekambrium til Tertiær, og det er sannsynlig at denne populasjonenn omfatter eldre bruddsoner som er blitt reaktivert i varierende grad. Bruddsoner med strøk NNV-SSØ: Populasjon hvor blant annet forkastningen som følger Gandsfjorden og fortsetter videree nordover og krysser Rennesøy på midten, inngår, likeledes forkastningenn gjennom Karmsundet lenger nord. Denne hovedretningenn antas å være av post Kaledonsk alder, og tilhører det N-S til NNV- Karmsundet kan være ennå yngre (Jura SSØ orienterte forkastningssystemet av Perm-Trias alder. Hovedforkastningen gjennom alder).

26 Bruddsoner med strøk NV-SØ: Forsenkningene som markerer sjøområdene/fjordene mellom Rennesøy og Stavanger (Mastrafjorden og Byfjorden) inngår i denne populasjonen. Det er antydet at disse er av Prekambrisk alder. Forkastningen som gjennomsetter Byfjorden i Stavanger, inngår i denne populasjonen. Denne forkastningen er tydelig markert som dypforvitringsområde på kartet vedlagt rapporten Geological and Geophysical investigations for the Rogfast project. Som beskrevet senere i denne rapporten, ble det erfart under driving av Byfjordtunnelen på Rennfastanlegget at denne forkastningssona delvis var av jordaktig karakter. De tektoniske lineamentene er også vist på kart vedlagt rapporten Geological and Geophysical investigations for the Rogfast project (kfr. vedlegg 5). 6. Erfaringer fra bygging av underjordsanlegg i nærliggende områder 6.1 Erfaringer fra underjordsanlegg i fyllitt i Visteflaket Erfaringene fra bygging av tunneler og andre underjordsanlegg i fyllitten i Stavanger og omegn er i det alt vesentlige gode. Det har vært få stabilitetsproblemer i intakt berg, både i forbindelse med utsprengning av veitunneler og fjellhaller. Bergmassekvaliteten uttrykt ved Q- verdien, bortsett fra i tilknytning til svakhetssoner, har i hovedsak ligget på mellom 4 og 12 (middels til god). Anleggene er typisk sikret med 4-5 bolter pr. lengdemeter tunnel i eldre anlegg, og 3-4 bolter pr. lengdemeter tunnel og 6-10 cm fiberarmert sprøytebetong i nyere anlegg. Utsprengte fjellhaller er typisk sikret med 6-10 cm fiberarmert sprøytebetong og systematisk bolting i mønster 2 m x 2 m. I de eldste fjellhallene er det ikke benyttet sprøytebetong. Nærmere beskrivelse av enkeltanlegg: I forbindelse med utskiftningen av vann- og frostsikringen i Byhaugtunnelen i 2006 (ferdigsprengt midt på 1980 tallet) kunne stabilitetsforholdene i hengen observeres. Hengen var sikret med spredt bolting, og stabiliteten i fyllitten var god. Det ble utført noe supplerende bolting etter at den gamle vann- og frostsikringen ble fjernet, men det ble ikke påført sprøytebetong. Byhaugtunnelen går gjennom fyllitt som er intenst småskalafoldet. Bergmassen i tunnelen har en Q-verdi på ca. 10. Byfjordtunnelen på Rennfastanlegget (bygget ) er sikret med bolter pr. lengdemeter og m 3 fiberarmert sprøytebetong pr. lengdemeter. Hoveddelen av tunnelen går gjennom fyllitt, men en del av den nordligste delen av tunnelen går gjennom gneisbergarter. Stabilitetsforholdene i intakt berg var gode. Intakt berg i tunnelen har en Q- verdi på mellom 4 og 10. Det var lite lekkasjer under driving av Byfjordtunnelen, og mesteparten av innlekkasjene og all injeksjon som ble utført var konsentrert under Soknasundet hvor tunnelen går gjennom gneisbergarter med 30 m bergoverdekning. Total injeksjonsmengde tunnelen sett under ett var svært liten, 42 tonn. Injeksjonstiden var tilsvarende lav, 158 timer og mengden injeksjonsboring var bormeter. Ellers ble det utført omfattende forbolting og full utstøpning ved passeringen av en mektig svakhetssone på Byfjord 1 stuffen. Totalt ble det støpt ut 143 m på stuff. Storhaugtunnelen, som er den siste veitunnelen som er bygget i Stavangerområdet (åpnet i 2000), er sikret med 2.3 m 3 fiberarmert sprøytebetong pr. lengdemeter og 3 bolter pr. lengdemeter. Tunnelen passerer under et stabilitets- og lekkasjemessig krevende parti (se under) /ør 18. desember 2009 Side 25 av 88

27 Det som ellers er karakteristisk for fyllitten, er følgende: Bergarten er tungsprengt og krever høyt spesifikt sprengstofforbruk. Det har vært svært lite vannlekkasjer. Sprengsteinsmasser er ikke egnet til bruk i anleggskjørebanen slik at eksterne pukkmasser må tilkjøres. Med hensyn til vannlekkasjer er det, bortsett fra i Storhaugtunnelen, ikke utført injeksjon, og det har heller ikke vært lekkasjer av en størrelse som har vært i nærheten av å kreve injeksjon. Det ble blant annet ikke utført injeksjon i den delen av Byfjordtunnelen på Rennfastanlegget som går gjennom fyllitt. Dette skyldes at bergmasser av fyllitt har svært lav hydraulisk ledningsevne. I tillegg er det som er bygget av tunneler og andre underjordsanlegg, vært lokalisert i områder hvor overliggende bebyggelse og naturområder har vært lite sensitive for grunnvannssenkning. Når det gjelder Storhaugtunnelen (utsprengt i perioden ), nevnes følgende: De injeksjonsarbeidene som ble utført, skyldes helt spesielle forhold; Tunnelen passerer et myr- /torvområde hvor boligbebyggelsen dels er fundamentert på treflåter og dels på trepeler. Bergoverdekningen i dette området var 7-12 m, og det ble utført systematisk forinjeksjon over en strekning på 150 m. 6.2 Erfaringer fra gneisbergartene i Boknafjorddekket Erfaringer fra bygging av tunneler og andre underjordsanlegg i gneisbergarter tilhørende Boknafjorddekket foreligger fra et forsvarsanlegg på Rennesøy, fra Mastrafjordtunnelen på Rennfastanlegget og fra Finnfasttunnelen mellom Rennesøy og Finnøy. I forbindelse med bygging av et større forsvarsanlegg på Rennesøy i 1994 ble det sprengt ut en 200 m lang veitunnel, to fjellhaller med spennvidde på 16 m og én fjellhall med spennvidde på 25 m. Stabilitetsforholdene var gode. Karakteristisk for bergmassen var tunge flattliggende lagpakker som krevde systematisk boltesikring av hengen. Det var imidlertid få stabilitetsproblemer i hengen. I den ene fjellhallen var det innslag av mer forskifret fjell med høyt glimmerinnhold, nærmest karakter av glimmerskifer, uten at dette medførte større stabilitetsproblemer. Tunnelen ble sikret med 3-4 bolter pr. lengdemeter og fiberarmert sprøytebetong i noen partier. Fjellhallene ble sikret med 6-8 cm fiberarmert sprøytebetong og systematisk bolting i mønster 2 m x 2 m. Bergmassekvaliteten uttrykt ved Q-verdien lå i området (god), lokalt ned i 5 (middels) i tilknytning til de forskifrede partiene. Stabilitetsforholdene i Mastrafjordtunnelen (tverrsnitt T11.5) på Rennfastanlegget var generelt gode. Tunnelen ble drevet ut i perioden Tunnelen er sikret med bolter pr. lengdemeter og 1.4 m 3 fiberarmert sprøytebetong pr. lengdemeter. I en betydelig del av tunnelen er det ikke påført sprøytebetong. Karakteristisk for store deler av tunnelen var, som i forsvarsanlegget på Rennesøy, tunge flattliggende benker i hengen som på partier krevde tung boltesikring, uten at disse forholdene heller her medførte spesielle stabilitetsproblemer. Bergmassekvaliteten i intakt berg uttrykt ved Q-verdien lå i området 8-20 (god). Det var svært lite innlekkasjer under driving av Mastrafjordtunnelen. I den ca. 5.8 km lange Finnfasttunnelen (tverrsnitt T8.5) er det pr. løpemeter medgått 5 bolter, 2.5 m 3 sprøytebetong og armerte sprøytebetongbuer (totalt 170 stk.). Tunnelen ble åpnet i Det er utført 3.5 bormeter sonderboring pr. løpemeter tunnel. Omfanget av injeksjonsarbeider har vært svært forskjellig mellom stuffen fra Rennesøy og stuffen fra Finnøy. Omtrent alle injeksjonsarbeidene er utført på stuffen fra Rennesøy, fra påhugget og de ca meterne fram til tunnelen går under Talgje, kfr. figur 10. Det er /ør 18. desember 2009 Side 26 av 88

28 medgått ca. 250 kg injeksjonsmasse pr. lengdemeter tunnel (fordelt over hele tunnellengden), og injeksjonstiden pr. lengdemeter tunnel har vær 0.18 timer. Det er videre utført 12 bm injeksjonsboring pr. løpemeter tunnel. Omtrent alle injeksjonsarbeider er utført på denne strekningen Figur 10 Lengdeprofil Finnfast /ør 18. desember 2009 Side 27 av 88

29 7. Geologiske forhold langs tunnelene. Ingeniørgeologiske vurderinger 7.1 Generelt Geologiske tegninger av delparseller, plan og lengdeprofil, er lagt ved i vedlegg 4 (tegninger nr. X601-X607). Det presiseres at lengdeprofilet er lagt langs nordgående tunnelløp. Oversikt over berggrunnsgeologien langs tunneltraseene fremgår av figur 8 og figur Hundvågtunnelen Trasébeskrivelse Hundvågtunnelen har på- og avkjøringsramper for sammenkobling med Eiganestunnelen med påhugg plassert ved badeanlegget Gamlingen, langs E39, like øst for Mosvatnet, kfr. foto 2. Sammenkoblingen skjer under den nordvestre delen av bydelen Våland, et område med tett eneboligbebyggelse. Traseen fortsetter videre mot nordøst og krysser en markert nordvestsørøst gående terrengforsenkning sør for Breiavatnet, en terrengforsenkning som kan følges fra innerst i Vågen i Stavanger sentrum, via Breiavatnet og sørover til Hillevågsvatnet, der den forsvinner ut i Gandsfjorden. Foto 2 Påhugg på- og avkjøringsrampe Hundvågtunnelen ved Gamlingen /ør 18. desember 2009 Side 28 av 88

30 M ULTIC ONSULT Hundvåg nord Hundvågkrossen Buøy Pyntesundet Vågen Banevigå Breiavatnet Strømsteinsundet Svankevigå Badedammen Mosvatnet Kannik Våland Gamlingen Storhaug Hillevågsvatnet Schancheholen Gandsfjorden Figur 11 Hundvågtunnelen Mellom denne terrengforsenkningen og Kannik, omtrent der traseen passerer under administrasjonsbygget for Rogaland Fylkeskommune/tidligere Stavanger sykehus, vil Hundvågtunnelen passere under den avløpstunnelen som rundt 1990 ble fullprofilboret fra Hillevåg til Bjergsted. Tunnelen har en diameter på 3.25 m. Avstanden fra hengen i Hundvågtunnelen til sålen i avløpstunnelen vil bli 4 m. Denne krysningen er nærmere beskrevet under kapittel Videre fortsetter traseen under den nordre delen av bydelen Storhaug i et område med hovedsakelig trehusbebyggelse. Traseen går under sjø i Banevigå-/Badedammenområdet, et område delvis utfylt i sjø med kaier og næringsområder, hvor det i de senere årene har foregått en omfattende utbygging av boligblokker. Tunnelenn fortsetter mot Buøy. På denne strekningen ligger tunnelen dels under sjø i de sundene som skiller de mindre øyene (Strømsteinsundet, Grasholmsundet, Engøysundet og Pyntesundet) og dels under de tilhørende mindre øyene (Grasholmen/Sølyst og Engøy). På Buøy passerer tunnelen under et område med hovedsakelig eneboligbebyggelse med området til Rosenberg verft like vest for traseen, før den går under Hundvågkrossen som domineres av butikk-/næringsbygg, samt en nyere boligblokk. Videre mot dagsone Hundvåg nord går tunnelen under et eneboligområde i de første m før den nærmere dagsone Hundvåg nord går under et område med dyrka mark. Dagsone Hundvåg nord ligger i et område med dyrka mark. I avstand m fra dagsoneområdet ligger det skole og boligbebyggelse.

31 7.2.2 Topografi, sjødybder og løsmasser På- og avkjøringsrampene er plassert like øst for Gamlingen, i et område hvor terrenget ligger på kote 37. I det bebygde området ved påhugget og videre langs traseen under den nordvestre delen av bydelen Våland er løsmassemektigheten liten, varierende typisk mellom 0 m og 3 m, noe større i det området som grenser til den terrengforsenkningen som er i og rundt området der rundkjøringen mellom E39 og Madlaveien ligger. Løsmassene antas å bestå av morene. Forholdene i området med større løsmassemektigheter ved og sør for krysset mellom E39 og Madlaveien, er nærmere omtalt under Eiganestunnelen. I terrengforsenkningen som tunneltraseen krysser sør for Breiavatnet, er løsmassemektigheten oppimot m. Løsmassene består av sandige og grusige masser. Traseen går under bydelen Storhaug, hvor terrenget ligger på kote 20-30, før det faller av mot sjøområdet i Banevigå-/Badedammenområdet. Løsmassemektigheten på Storhaug er liten, typisk 0-3 m, og massene består av sandige og grusige masser. De seismiske undersøkelsene har påvist løsmassemektigheter på 0-10 m i sjøområdet mellom Banevigå-/Badedammenområdet i Stavanger Østre Havn og Grasholmen, det første sjøstykket traseen passerer. Det seismiske profilet som ligger vest for traseen, viser imidlertid løsmassemektigheter på m. Utførte grunnboringer på land, utført for boligprosjekter i området og grunnboringer utført langs traseen for bybrua (kfr. kap. 4.4), viser løsmassemektigheter på oppimot 25 m langs traseen. Området med størst løsmassemektighet ligger et stykke inn på land og indikerer at det går en forsenkning i fjelloverflaten like før terrenget stiger mot Storhaug. Dette kan også sees av eldre topografiske kart; Strandlinja fremstår her vesentlig forskjellig fra dagens strandlinje med en markert vik inn mot land (Banevigå) og en ny vik nordøst for denne (Svankevigå). Tunnelen ble i forhold til de første planene i dette området forskjøvet mot øst slik at den passerer under et område hvor fjelloverflaten i forhold til de første planene ligger høyere både i landområdet før Strømsteinsundet og i selve Strømsteinsundet, like vest for bybrua. Løsmassene i sjøområdet mot Buøy har seismiske hastigheter på m/s, typisk for morene. På Buøy er det hovedsakelig fjell i dagen, med enkelte løsmasselommer. Under Hundvågkrossen ligger terrengoverflaten på kote 2-3, og fjelloverflaten ligger på det dypeste på kote -7. Videre mot nord, mot dagsone Hundvåg nord, stiger terrenget, og terrengoverflaten flater ut på ca. kote 20. Løsmassemektigheten er typisk 3-10 m, men det er påvist en terrengforsenkning mellom Hundvågkrossen og området for dagsone Hundvåg nord med en løsmassemektighet på oppimot 20 m. Løsmassene består av morenemasser varierende fra sandige, grusige masser til masser som også inneholder silt. I forbindelse med utførte grunnboringer for prosjektet er det ikke påvist bløte, kompressible finkornige masser langs traseen på land. Utførte grunnundersøkelser for andre utbyggingsprosjekter i nærheten av tunneltraseen indikerer at det er lite sannsynlig at slike setningsømfintlige masser forekommer innenfor tunnelens influensområde m.h.t. grunnvannspåvirkning Bergartsfordeling Hundvågtunnelen går i fyllitt frem til Hundvågkrossen og i en båndet kvarts-feltspatgneis fra Hundvågkrossen til dagsone Hundvåg Nord. Grensa mellom fyllitt og gneis på Hundvåg stryker øst-vest og går omtrent gjennom Hundvågkrossen. I tillegg til de rene fyllittene forekommer det kvartsrike fyllitter og lokalt rene kvartsittbenker. Mektigere slike soner er registrert på Sølyst (profil 2700), som traseen passerer, hvor den har /ør 18. desember 2009 Side 30 av 88

32 en mektighet på m. På Engøy og på Buøy er det en hyppig veksling mellom rene fyllitter og kvartsrike benker. Foto 3 Kvartsittbenk Sølyst med markert foliasjon som stryker N50 Ø med fall NV. Skifrigheten i fyllitten stryker NV-SØ med fall i området sørvest for terrengforsenkningen sør for Breiavatnet, og NØ-SV med fall NV i området nordvest for denne terrengforsenkningen (Storhaug, øyene mellom Stavanger østre havn og Buøy, samt på Buøy). Fyllitten varierer i karakter fra planskifrige varianter til områder med småskala folding av skifrighetsplanene. Foto 4 Fyllitt Buøy, like sør for Hundvågkrossen. Intens småskala folding av skifrighetsplanene /ør 18. desember 2009 Side 31 av 88

33 Foliasjonen i gneisen stryker Ø-V til NV-SØ. Fallet varierer typisk mellom 5 og 25 mot N/NØ Kvalitet på sprengstein Fyllitt Sprengsteinsmasser av fyllitt har dårlige mekaniske egenskaper. De kan benyttes som oppfyllingsmasser i forbindelse med utfylling i sjø, og som oppfyllingsmasser i forbindelse med veibygging, industri- og næringsområder, parkeringsplasser m.m.. Massene kan ikke benyttes i forsterkningslaget og må betraktes som en del av underbygningen. Sprengsteinsmasser av fyllitt klassifiseres normalt m.h.t. telefarlighet som T2 masser (litt telefarlig), eventuelt som T3 masser (middels telefarlig). Klassifiseringen er i.h.t. Håndbok 018 Vegbygging. Klassifisering som T2 masser forutsetter at massene blir transportert direkte fra tunnelen til området hvor de skal benyttes, og at massene ikke har vært eller blir utsatt for langvarig, tyngre anleggstrafikk før videre bruk. Videre kan utlegging og komprimering medføre at masser som i utgangspunktet klassifiseres som T2 masser, havner i telefarlighetsgruppe T3. Sprengsteinsmasser av fyllitt klassifiseres normalt i bæreevnegruppe 3 dersom de m.h.t. telefarlighet klassifiseres som T2 masser. Dersom de klassifiseres som T3 masser, klassifiseres de normalt i bæreevnegruppe 5. Ved tunneldriving vil normalt ikke sprengsteinsmasser av fyllitt kunne benyttes i anleggskjørebanen. Dette medfører at eksterne sprengsteins-/pukkmasser må tilkjøres. Gneis Sprengsteinsmasser av gneis må forventes å ha vesentlig bedre mekaniske egenskaper enn fyllitten og kan benyttes i forsterkningslaget. Sprengsteinsmasser av gneis klassifiseres normalt m.h.t. telefarlighet som T1 masser (ikke telefarlig), og en sprengsteinsfylling av gneis klassifiseres normalt i bæreevnegruppe 1. Det er ikke utført laboratorietesting av bergarten, og slik prøvetaking og testing må utføres før øvrige bruksområder i vegbygging kan vurderes. Ved prøvetaking av gneisbergarten er det vesentlig at det blir innhentet prøver som ikke er fra dagfjellssona. Erfaringsmessig er gneisbergartene i dette området ofte markert dagfjellsforvitret slik at prøver fra de øvre meterne ikke vil gi representative verdier ved testing av mekaniske egenskaper i laboratoriet. Ved tunneldriving vil sprengsteinsmasser av gneis kunne benyttes i anleggskjørebanen. Dette medfører at tilkjøring av eksterne sprengsteins-/pukkmasser i utgangspunket ikke er nødvendig /ør 18. desember 2009 Side 32 av 88

34 7.2.5 Detaljoppsprekning Sprekkeregistreringer i fyllitt i området sørvest for Byfjorden er presentert på sprekkerose i figur 12, og i fyllitt i området nordøst for Byfjorden er presentert på figur 13. N Steile tverrsprekker, fall NV til SØ V Ø Sprekker og stikk parallelt skifrigheten, fall NV S Figur 12 Sprekkerose fyllitt, området sørvest for Byfjorden N Sprekker og stikk parallelt skifrigheten, fall NV V Ø Steile tverrsprekker, fall NØ til SV S Figur 13 Sprekkerose fyllitt, området nordøst for Byfjorden Sprekker og stikk parallelt skifrigheten er et av to dominerende sprekkesett i fyllitten. Avstanden mellom ikke-gjennomsettende skifrighetsstikk varierer typisk mellom noen få cm og opp til 10 cm, mens avstanden mellom gjennomsettende sprekker langs skifrigheten ligger på i området 1-2 m eller mer. I områder hvor fyllitten er intens småskala foldet, er skifrighetsstikkene lite markerte. I tillegg forekommer det gjennomsettende tverrsprekkesett med strøk N-S/NØ-SV (sørvest for Byfjorden) til NV-SØ (nordøst for Byfjorden) og fall typisk mot NØ/SV eller NV/SØ. Typiske sprekkeavstander mellom tverrsprekkene er m. Erfaringer fra kjerneboring i fyllitt i Stavangerområdet indikerer typiske RQD verdier på (lite til moderat oppsprukket) ved godt berg. Fyllitten spalter imidlertid lett opp langs skifrighetsplanene. RQD verdien kan derfor fort bli betydelig redusert i de svakere fyllittvariantene som typisk har høyere innhold av kloritt, glimmer og grafitt og tilsvarende lavere innhold av kvarts, uten at denne betydelige lavere RQD verdien gjenspeiler en tilsvarende reduksjon i bergmassekvalitet. Sprekkeregistreringer i gneis på Hundvåg er presentert på figur /ør 18. desember 2009 Side 33 av 88

35 N Steile tverrrsprekker V Ø Sprekker parallelt foliasjonen, samt steile sprekker med strøk NV-SØ S Figur 14 Sprekkerose gneis Hundvåg I berggrunnen bestående av gneis er det typisk 3 hovedsprekkeretninger: Sprekker parallelt foliasjonen, strøk Ø-V til NV-SØ og fall 5-25 mot N/NØ, sprekkeavstander på m. To tverrsprekkesett med strøk henholdsvis Ø-V til NV-SØ, og N-S til NØ-SV, sprekkeavstander på m, fall varierende fra steilt til Volumetrisk sprekketall, J v (antall sprekker/m 3 ) i gneisområdet ligger i området (lite til moderat) med de angitte sprekkeavstandene Svakhetssoner Beliggenhet, mektighet og orientering av svakhetssoner langs traseen fremgår av plan og lengdeprofil på geologiske tegninger nr. X602 og X603. Det er ikke spor i topografien som tilsier at berggrunnen på strekningen fra påhugg sør til terrengforsenkningen sør for Breiavatnet gjennomsettes av mektigere svakhetssoner. Svakhetssone S1 antas i tunnelnivå å ligge vest for sørgående tunnelløp. Den markert nordvest-sørøst gående terrengforsenkningen sør for Breiavatnet representerer utgående av en markert svakhetssone (S13), sannsynligvis forlengelsen av den svakhetssona som gjennomsetter berggrunnen i Byfjorden. Seismiske undersøkelser, både i Vågen i Stavanger og i området mellom Vågen og Breiavatnet, viser en betydelig forsenkning i fjelloverflaten. Løsmassetykkelsen er vel 40 m på land i bunnen av Vågen som tilsier at fjelloverflaten ligger på ca. kote -40. Svakhetssona i dette området har ut fra de seismiske profilene en mektighet på m. Utførte fjellkontrollboringer viser at fjelloverflaten der tunnelen er planlagt å krysse denne svakhetssona sør for Breiavatnet, på det dypeste ligger på kote Terrengoverflaten ligger på ca. kote +15 slik at løsmassemektigheten er oppimot m. Tunnelhengen ligger på kote -18 til -19 og minimum bergoverdekning vil bli 9-10 m (kfr. figur 16). Kjerneboringen og de seismisk tomografiske undersøkelsene bekrefter dårlig berg i dette området med seismiske hastigheter på m/s. Forholdene er beskrevet nærmere under kapittel Det er ikke spor i topografien som tilsier at berggrunnen på strekningen fra terrengforsenkningen sør for Breiavatnet til der terrenget faller av mot sjøområdet i Stavanger østre havn (ca. profil 1750), gjennomsettes av mektigere svakhetssoner. De seismiske undersøkelsene i sjøområdet mellom Stavanger sentrum og Buøy indikerer at berggrunnen gjennomsettes av flere svakhetssoner som vist på geologisk tegning nr. X /ør 18. desember 2009 Side 34 av 88

36 Det er antatt at den mektigste lavhastighetssona i Strømsteinsundet har strøk NV-SØ og fortsetter innover på land i Banevigåområdet (sone S16 på geologisk tegning, seismisk hastighet m/s). Utførte grunnboringer i forbindelse med utbyggingsprosjekter på land i dette området og grunnboringer utført for Bybrua viser at det går en forsenkning i fjelloverflaten i dette området. Denne forsenkningen i fjelloverflaten er antatt å representere fortsettelsen av den lavhastighetssona som er påvist i Strømsteinsundet. I tillegg er det påvist en lavhastighetssone midt i Strømsteinsundet. Tolkningen av forløpet av svakhetssoner i Strømsteinsundet er imidlertid noe usikker; Hvorvidt denne mektigste lavhastighetssona (S16) i fortsetter inn på land, eller om den fortsetter videre i sjø og krysser Strømsteinsundet der sone S17 er vist på geologisk tegning. De seismiske undersøkelsene har påvist mange svakhetssoner i Engøysundet (sonene S20- S25), med seismisk hastighet varierende fra m/s til m/s, og mektighet varierende fra 6 m til 16 m. I det seismiske profilet som krysser Pyntesundet på skrå, er det ikke påvist lavhastighetssoner. I det seismiske profilet som krysser Pyntesundet sørvest for traseen, er det påvist en lavhastighetssone med bredde 20 m og seismisk hastighet m/s. Sannsynligvis gjennomsettes berggrunnen i Pyntesundet av en svakhetssone (S26), men neppe av spesielt stor mektighet. På land på Buøy indikerer flyfotostudier og feltkartlegging at berggrunnen gjennomsettes av enkelte mindre svakhetssoner/sprekkesoner. Ved profil 5150 har fjellkontrollboringer påvist en forsenkning i fjelloverflaten som antas å representere utgående av en moderat mektig svakhetssone. Det er i hovedsak overensstemmelse mellom svakhetssoner påvist ved refraksjonsseismikk og partier med dypforvitring vist på kartet Topographic and magnetic lineaments with possible deep weathering zones. Kartet viser videre at traseen under Strømsteinsundet ligger helt i ytterkanten av et større dypforvitringsparti lenger vest i Stavanger Østre Havn og at det er dypforvitringsparti på sjøstykket videre mot Buøy (på vedlagte geologiske tegning X602 er det vist at tunneltraseen passerer flere svakhetssoner på strekningen fra Stavanger sentrum mot Buøy). Fordelingen av seismiske hastigheter under sjø er vist i tabell 2. Tabell 2: Fordelingen av seismiske hastigheter under sjø - Hundvågtunnelen Seismisk hastighet Antall m Prosent > m/s 0 m 0 % m/s 64 m 8.6 % m/s 553m 73.7 % m/s 33 m 4.4 % m/s 40 m 5.3 % m/s 35 m 4.7 % m/s 8 m 1.1 % m/s 17 m 2.2 % Andel lavhastighetssoner ( m/s) er 13.3 % (100 m). I tabell 3 er svakhetssonene nærmere beskrevet. Både soner på sjø og på land er inkludert. Nummerering refererer til nummerering på vedlagte geologiske tegninger /ør 18. desember 2009 Side 35 av 88

37 Tabell 3: Nærmere beskrivelse av svakhetssonene langs Hundvågtunnelen Sone nr. Profil Seismisk hastighet [m/s] Antatt bredde Vinkel med tunnelaksen Løsmassetykkelse/-type Bergoverdekning Kommentar med referanse til seismisk profilnr. Fra dagsonen ved Schancheholen til tunnelen går under sjø S m m - Svakhetssone som antas å ha utgående vest for sørgående tunnelløp. S m Sand/grus over morene 10 m Svakhetssone som krysser terrengforsenkningen som fortsetter fra Breiavatnet og sørover. Det er utført fjellkontrollboringer både i 1987, 2005 og 2008, og kjerneboring og seismisk tomografi i S m Svakhetssone som fortsetter fra Breiavatnet med strøk NNØ- SSV. Tunnelen kommer ikke i berøring med denne sona. S m m Morene 54 m Usikker sone som antas å gjennomsette berggrunnen mellom Svankevigå og Banevigå (sees spesielt godt på eldre kart før området ble fylt ut). S (på sjø) 30 m m Morene 52 m Det er registrert lavhastighetssoner både i profil P12/05 og P13/05 (GEOMAP) og i profil P1/07 (GeoPhysix). Angitt sone antas å kunne forlenges fra profil P12/05 og P13/05 og videre med strøk NV-SØ inn til profil P1/07, og videre på land i Badedammen/Banevigåområdet hvor krysningen med antatt sone mellom Svankevigå og Banevigå er noe usikker. Det foreligger god dokumentasjon av fjelloverflatens beliggenhet der traseen krysser de antatte svakhetssonene fra grunnboringer utført for bybrua og utbyggingsprosjekter i området. Under sjø mellom Stavanger Østre Havn og Buøy S m m Morene 56 m Svakhetssone som ligger ca. midt i Strømsteinsundet. S m 90 0 m 82 m Svakhetssone som stryker parallelt med Grasholmsundet (basert på seismisk profil fra grunnundersøkelsene for Bybrua). S <5 m 90 0 m 90 m Sprekkesone som stryker over Sølyst. S20 S21 S22 S23 S24 S m 7 m 8 m 15 m 8 m 9 m m (morene) 5 m (morene) 9 m (morene) 4 m (morene) 5 m (morene) 5 m (morene) 70 m 57 m 52 m 53 m 56 m 60 m De to parallelle seismiske profilene P4/07 og P3/07 i Engøysundet ligger ca. 100 m fra hverandre, men viser noe forskjellige resultater: I profil P3/07 er det vist to soner med bredde henholdsvis 18 m og 20 m og seismisk hastighet m/s og m/s. I seismisk /ør 18. desember 2009 Side 36 av 88

38 Sone nr. Profil Seismisk hastighet [m/s] Antatt bredde Vinkel med tunnelaksen Løsmassetykkelse/-type Bergoverdekning Kommentar med referanse til seismisk profilnr. profil P4/07 er det vist 5 soner med seismiske hastigheter fra m/s til m/s og bredde fra 6 m til 18 m (total bredde 53 m). Sannsynligvis kommer sone S25 (lengst mot nord i profil P4/07) ikke med i profil P3/07. S m m 45.5 m Det er ikke påvist lavhastighetssoner i Pyntesundet i seismisk profil P5/07. Fjelloverflaten ligger på kote -16. Det ble påvist én lavhastighetssone i profil P10/05 (20 m sone med seismisk hastighet m/s), men dette profilet ligger lenger mot sørvest. Det er antatt at berggrunnen parallelt med Pyntesundet gjennomsettes av en svakhetssone, men neppe av spesielt stor mektighet. På land mellom Buøy og dagsone Hundvåg Nord S m m 60 m S <5 m m 32 m S <5 m m 32 m S <5 m m 32 m S m m 25 m Svakhetssone i terrengforsenkningen mellom Buøy og Hundvågkrossen. S m 85 8 m 16 m Antatt svakhetssone i Hundvågkrossen. S m m Morene S m m Morene 12 m Svakhetssone som antas å ha utgående i den terrengforsenkningen som er påvist ved grunnboringer. 10 m Svakhetssone som antas å ha utgående i den terrengforsenkningen som er påvist ved grunnboringer Påhuggsområder og dagsoner På- og avkjøringsrampen er plassert like ved badeanlegget Gamlingen, kfr. foto 5. Utførte grunnboringer antyder dybder til fjell på m i forskjæringsområdet, mens selve fjellpåhugget er plassert i et område hvor dybden til fjell sannsynligvis er liten (antatt 0-2 m). Nærmeste bolighus ligger ca. 10 m fra traseen, omtrent ved påhugget. For øvrig ligger de nærmeste boligene m fra tunnelpåhugget /ør 18. desember 2009 Side 37 av 88

39 Foto 5 På- og avkjøringsramper På Buøy er av- og påkjøringsrampen planlagt i området som ligger mellom idrettshallen øst for Rosenberg verft og boligområdet øst for denne, kfr. foto 6. Utførte fjellkontrollboringer viser små dybder til fjell (1-2 m) i påhuggsområdet. Tunnelhengen er skissert på ca. kote -3 ved begge påhuggene. Påhuggene er skissert med 5 m bergoverdekning. Avkjøringsrampen vil passere under et bolighus med 6-8 m bergoverdekning. Påkjøringsrampen vil passere under en boligblokk med 8-10 m bergoverdekning. Foto 6 Hundvågkrossen med påhuggsområdet for på- og avkjøringsramper (markert) for Hundvågtunnelen Dagsone Hundvåg nord er plassert i et område hvor det er en løsmassemektighet på 1-8 m. Ved planlagt påhugg for Hundvågtunnelen er løsmassemektigheten 2-3 m. Avstanden til bebyggelsen er m, bortsett fra noen få bygninger på østsiden som ligger 50 m fra traseen. Området er vist på foto /ør 18. desember 2009 Side 38 av 88

40 Foto 7 Dagsone Hundvåg nord Bergoverdekning på land Bortsett fra de første ca. 30 m etter påhugget for på- og avkjøringsrampen ved Gamlingen (hvor bergoverdekningen vil være mindre enn 10 m), vil bergoverdekningen frem til ca. profil 250 være mellom 10 m og 20 m. Tunnelen går på denne strekningen under tettbebyggelsen på Våland. Bergoverdekningen øker deretter og vil under land på strekningen frem til Hundvågkrossen ligge på m bortsett fra ved passering under terrengforsenkningen sør for Breiavatnet (profil 700), hvor bergoverdekningen på det minste er ca. 10 m ved passering under dypålen. Under Storhaug vil bergoverdekningen bli m, og under Buøy vil bergoverdekningen bli m. Ved passering under Hundvågkrossen vil bergoverdekningen bli m på et ca. 150 m langt parti (ca. profil ). Fra Hundvågkrossen, ca. profil 4650, og frem til ca. profil 5250 vil bergoverdekningen ligge på i området m, bortsett fra ved passering under en terrengforsenkning rundt profil 5100 hvor overdekningen er ned mot 15 m. Denne terrengforsenkningen antas å være utgående av en mektigere svakhetssone. Tunnelen går på denne strekningen under boligbebyggelse og jordbruksområder. Tunnelen begynner deretter på oppstigningen mot dagsone Hundvåg nord, og bergoverdekningen vil bli liggende på m over et ca. 220 m langt parti mellom profil 5250 og profil Langs de siste ca. 180 m frem til påhugget i dagsonen er bergoverdekningen 10 m eller mindre. Tabell 4 Bergoverdekning langs Hundvågtunnelen Tunnel Lengde Bergoverdekning på land <10 m m >20 m Lengdemeter tunnel Hundvågtunnelen D3 6.2 km herav 580 m under sjø og m under land 200 m 840 m 4580 m Lengde tunnel med overdekning (berg og løsmasser) mindre enn 20 m som samtidig går under områder med bebyggelse, utgjør 780 m. Grensen på 20 m overdekning kan være en hensiktsmessig grense for når sprengningsarbeidene blir særlig fordyrende på grunn av kravet til maksimalt tillatte rystelser /ør 18. desember 2009 Side 39 av 88

41 7.2.9 Bergoverdekning under sjø I sjøområdet mellom Stavanger sentrum og Buøy er bergoverdekningen m, bortsett fra i Pyntesundet, hvor den er 45.5 m. Dette marginale fraviket fra kravet Håndbok 021 om minimum 50 m bergoverdekning er det søkt om dispensasjon fra. Fjelloverflaten der tunnelen passerer Pyntesundet, ligger på kote -16. Denne fraviksøknaden er godkjent av Vegdirektoratet (kfr. kapittel 9). I vurderingene fra professor Bjørn Nilsen (kfr. siste avsnitt i kapittel 3) er det påpekt at det i Engøysundet i en samlet bredde av 200 m er et markert mønster av lavhastighetssoner, hvorav tre med seismisk hastighet m/s. Minste bergoverdekning er ikke mindre enn 50 m, men med de usikkerhetene som ligger i refraksjonsseismikken, påpeker professor Bjørn Nilsen at det ikke kan utelukkes at bergoverdekningen lokalt kan underskride 50 m. Han anbefaler derfor at det utføres kjerneboring under Engøysundet og at kjerneboringen hvis praktisk mulig bør kombineres med seismisk tomografi mellom kjerneborhullet og sjøbunnen. Figur 15 er et utsnitt av tegning B220 som er vedlagt tegningene som følger reguleringsplanen. Tegning B220 er lagt ved reguleringsplanen for å vise at det i det aktuelle området i Engøysundet er mulig å senke tunnelen slik at bergoverdekningen øker fra minimum 51 m til 58 m i et område med en svakhetssone med seismisk hastighet m/s ved profil Som nevnt i kapittel 10 - Forslag til videre grunnundersøkelser - må det i en senere fase vurderes om tunneltraseen skal senkes eller om det skal utføres supplerende grunnundersøkelser for eventuelt å beholde traseen der den opprinnelig er skissert. Engøysundet Profil 2500 Profil 3000 Figur 15 Med rødt er vist mulig senkning av Hundvågtunnelen i Engøysundet for å øke bergoverdekningen fra 51 m til 58 m i tilknytning til en svakhetssone med seismisk hastighet m/s ved profil Tabell 5 Bergoverdekning under sjø langs Hundvågtunnelen Tunnel Lengde Bergoverdekning under sjø < 50 m m m >100 m Lengdemeter tunnel Hundvågtunnelen D3 6.2 km herav 580 m under sjø og m under land 70 m (min m) 265 m 245 m Vannlekkasjer Ut fra de geologiske forholdene og erfaringer fra tunneldriving under tilsvarende geologiske forhold i Stavangerområdet, forventes det små innlekkasjer i tunnelen. Risikoen vurderes å være størst ved passering av mektigere kvartsittiske partier i sjøområdet mellom Stavanger Østre Havn og Buøy /ør 18. desember 2009 Side 40 av 88

42 Avstand til bebyggelse. Rystelsesrestriksjoner. Bygningsbesiktigelser Store deler av traseen passerer under tettbebygde boligområder. Avstanden til bebyggelsen vil variere, men langs de første m av tunnelen ved påhugg sør vil avstanden være m, samt at i påhuggsområdet ved Madlaveien vil avstanden være ned mot 5-6 m i selve påhugget. I det etterfølgende er det presentert orienterende grenseverdier for maksimalt tillatte vibrasjoner (maksimalt tillatt vertikal svingehastighet). Grenseverdiene er fastsatt med utgangspunkt i data om grunnforholdene, type bebyggelse og kjennskap til fundamenteringsforhold. Norsk Standard NS 8141 er benyttet som hjelpemiddel ved fastsettelse av grenseverdiene. Boliger fundamentert på fjell: 45 mm/s Boliger fundamentert på løsmasser langs hele traseen: 25 mm/s. Det er lagt til grunn at bygninger er fundamentert på morenemasser eller tilsvarende. Spesielle bygg: Arkeologisk Museum: 20 mm/s. Gammelt murbygg fundamentert på fjell. Gml. Stavanger sykehus/nåværende Rogaland Fylkeskommune: 30 mm/s. Murbygg fundamentert på fjell. Stavanger museum: 20 mm/s. Gammelt murbygg fundamentert på fjell. Rogaland teater: 20 mm/s. Gammelt murbygg fundamentert på fjell. Buøytårnet: 20 mm/s. Gammelt branntårn i mur fundamentert på fjell. Før sprengning av forskjæringer og tunneler påbegynnes, må det foretas besiktigelser av bebyggelsen langs traseen. Det anbefales som et minimum å besiktige samtlige bygg som ligger i avstand 50 m til siden for traseen. Områder med spesielt kompliserte fundamenteringsforhold vil da inngå. Fundamenteringsforholdene langs traseen bør detaljvurderes ved utarbeidelse av byggeplan fordi en betydelig del av traseen har løsmassemektigheter som gjør at fundamenteringen av bygningene ligger i grenseområdet mellom løsmassefundamentert og fjellfundamentert ved fastsettelse av maksimalt tillatte rystelser ved sprengning. Videre må eventuelle bygninger med sensitivt utstyr kartlegges Naturområder sårbare for grunnvannspåvirkning I det dyrka mark området ved Hundvåg nord består grunnen av morenemasser. Peilebrønner like nord for dette området viser at grunnvannet står 1-2 m under terrengoverflaten. Både i dette området og i øvrige løsmasseområder langs traseen må det settes ned peilebrønner for overvåkning av grunnvannsforholdene. Disse må settes ned minimum ett år for tunnelen igangsettes for å få med sesongmessige variasjoner. Dette er nærmere vurdert i kapittel Setningsømfintlige områder. Fundamenteringsforhold. Setningsnivellement Bebyggelsen langs traseen domineres av boligbebyggelse, hovedsakelig eneboligbebyggelse, samt enkelte nærings-/industribygg. Bebyggelsen langs traseen på Stavangersiden domineres av trehusbebyggelse bygd på tallet og fremover mot og -70 tallet. I tillegg er det enkelte nyere kontor- og næringsbygg og nyere boligprosjekter. På Hundvåg domineres bebyggelsen av eneboliger bygd fra og 70-tallet og utover, samt at deler av området er utmark og dyrka mark. Bebyggelsen er i hovedsak fundamentert på fjell eller sand-/grus-/morenemasser. Løsmassene langs traseen er lite setningsømfintlige /ør 18. desember 2009 Side 41 av 88

43 Det er ikke påvist spesielt setningsømfintlige områder, bortsett fra området som ligger i og rundt påhuggsområdet for på- og avkjøringsrampene til Eiganestunnelen, ved Madlaveien. Tunnelsystemet som inngår i Hundvågtunnelen ligger imidlertid over 100 m fra dette området og det vurderes at risikoen for at tunnelene vil kunne influere på grunnvannsforholdene er liten. I Storhaugområdet er det kjent at det i tilknytning til forsenkninger i fjelloverflaten forekommer myr-/torvmasser, og at deler av bebyggelsen i disse områdene er fundamentert på slike masser (kfr. erfaringer fra Storhaugtunnelen som passerer under Hetlandsmyrå). Nærmeste myr-/torvområde er Spilderhaugmyrå som ligger vel 300 m sørøst for tunneltraseen. Dette myr-/torvområdet vurderes å ligge utenfor tunnelens influensavstand m.h.t. grunnvannspåvirkning Spesielt anleggsteknisk krevende partier Passering av svakhetssona sør for Breiavatnet Terrengforsenkningen sør for Breiavatnet antas å være fortsettelsen av den svakhetssonen som gjennomsetter berggrunnen i Byfjorden, fortsetter videre gjennom Vågen i Stavanger, videre sørover gjennom Breiavatnet mot Paradis og Hillevågsvatnet. Grunnboringer Det er utført grunnboringer i 1987 (for Byterminalen i Stavanger og tilhørende parkerings- og veianlegg), i 2005 (på Lagård gravlund og langs vei mot vest) og i 2008 (på Lagård gravlund). Utførte fjellkontrollboringer er sammenstilt på egen borplan, tegning nr. -01, i vedlegg 2. Det vil fremgå av borplanen at det foreligger omfattende dokumentasjon av fjelloverflatens beliggenhet i dette området. Disse undersøkelsene ga sammenfallende og entydige resultater slik at beliggenheten av fjelloverflaten i denne terrengforsenkningen er godt kartlagt. Det har heller ikke vært særlig usikkerhet når det gjelder angivelse av fjelloverflatens beliggenhet verken under boring eller under den etterfølgende tolkningen av borloggene, bortsett fra i noen punkter hvor det har vært tvil om de nederste 1-2 meterne har vært forvitra fjell eller morene, som er normalt ved fjellkontrollboringer hvor berggrunnen består av fyllitt. I slike tilfeller er den mest konservative tolkningen lagt til grunn slik at kotehøyde antatt fjelloverflate på borplanen er den tolkningen som gir størst dybde til fjell. Uførte grunnboringer tyder videre på at fjelloverflaten i terrengforsenkningen faller av både nordover, mot Breiavatnet, og sørover, mot Paradis og Hillevågsvatnet. Figur 16 viser eksempler på borlogger. Figur 17 viser et lengdeprofil fra området med utvalgte borpunkter lagt inn. På figur 18 er det vist et fjellkotekart opptegnet på grunnlag av resultatene fra fjellkontrollboringene. Nordgående og sørgående tunnelløp er vist, samt traseen for kjerneborhullet (se beskrivelsen i det etterfølgende) /ør 18. desember 2009 Side 42 av 88

44 Fjell kote -4.6 Fjell kote -8.2 Fjell kote -2.4 Figur 16 Eksempler på borlogger fra utførte grunnboringer (fjellkontrollboringer og totalsonderinger). Fjelloverflatens beliggenhet er vist. Nærmere beskrivelse og tegning i større format finnes i geoteknisk datarapport - kfr. grunnlagsmateriale kapittel Lågårdsveien og Jernbanen Lagård gravlund 0-15 Figur 17 Terrengprofil med utvalgte borpunkter, beliggenheten av fjelloverflaten og tunnelen lagt inn. Minste bergoverdekning over tunnelen er 9-10 m /ør 18. desember 2009 Side 43 av 88

45 Stavanger jernbanestasjon N Sørgående tunnelløp Rogaland teater Tilfluktsrom i fjell Nordgående tunnelløp Stavanger museum Trasé kjerneborhull Figur 18 Fjellkotekart konstruert på grunnlag av fjellkontrollboringer i 1987, 2005 og Nordgående og sørgående tunnelløp er markert. Trasé for kjerneborhullet er vist med rødt. Fjelloverflaten ligger på det dypeste på kote -9.5 i området langs tunneltraseene. Kjerneboring Det er utført kjerneboring med oppstilling av boreriggen like ved Stavanger Museum. Plasseringen av oppstillingspunktet var delvis bestemt av praktiske hensyn. Rett nord for oppstillingspunktet ligger et tilfluktsrom i fjell med inngang fra Stavanger jernbanestasjon og med nødutgang med utgang i Lagårdsveien. Sålenivået i tilfluktsrommet ligger på kote +6. Plasseringen nord for tilfluktsrommet, nærmere Rogaland teater, var ikke mulig. I utgangspunktet var kjerneboringen planlagt som en styrt kjerneboring der kjerneborhullet skulle styres til å ligge ca. 3 m over planlagt tunnelheng. Boringen var planlagt i en 3-gang: Første kjerneboring uten styring (rettlinjet) over en lengde på ca. 45 m, deretter styrt kjerneboring over en lengde på 50 m og til slutt kjerneboring uten styring over en lengde på ca. 100 m. Kjerneborhullet skulle i neste omgang benyttes til å utføre seismisk tomografi med ladninger i borhullet og signalkabel på overflaten. Det utstyret som ble benyttet, viste seg å være svært sensitivt for dårlig berg. Det var problemer med å få opp kjerner, og styresystemet fungerte dårlig på partier. I de vedlagte kjerneloggene vil det blant annet fremgå den store forskjellen det er mellom kjerneopptak ved styrt kjerneboring og kjerneopptak uten at dette styresystemet ble benyttet. Dette skyldes også at styrt kjerneboring utføres med mindre diameter på kjerneopptakeren (32 mm på opptatte kjerner mot 46 mm ved den konvensjonelle delen av kjerneboringen). Et eksempel på dette vises i vedlagte foto av kjernekasser, dybde m (vedlegg 6). Et eksempel på at det sannsynligvis lettere blir kjernetap ved bruk av utstyret for styrt kjerneboring, er vist på fotoene av kjernekassene, dybde m. Det ble derfor besluttet at kjerneboringen skulle utføres uten at dette styresystemet ble benyttet. Traseen i vertikalplanet ble derfor forskjellig fra planlagt. Fordelen med dette var at verdien av det tomografiske plottet ble mye større. Ved å se på det tomografiske plottet på /ør 18. desember 2009 Side 44 av 88

46 figur 19, vil det fremgå at et tomografisk plott i et område med kun 8-10 m med berg mellom borhullet og fjelloverflaten vil ha begrenset verdi (se etterfølgende kommentarer). I utgangspunktet var det planlagt at det skulle utføres vanntapsmålinger i kjerneborhullet. Den etterfølgende tomografiske undersøkelsen betinger at plastrør blir skjøvet ned i hullet. På grunn av faren for at borhullet kunne rase sammen på grunn av innpressing av vann under vanntapsmålingene, ble vanntapsmålinger ikke utført. Kjernelogger og foto av kjernekassene er lagt ved i vedlegg 6. Ved kjernelogging er verdier mindre enn 10 angitt med RQD verdier på 10. Ved kjerneboringen ble det oppnådd et kjerneopptak på ca. 85 %. Som det fremgår av figur 19, ble spesielt de første ca. 80 m av kjerneboringen utført med liten overdekning, typisk ned mot 5 m. De lave RQD-verdiene på denne strekningen skyldes også dårlig, overflatenært berg. For øvrig var det som forventa dårlig berg i store deler av kjerneborhullet som samsvarer med at det området som er kjerneboret, sannsynligvis er fortsettelsen av hovedforkastningen i Byfjorden. Opptatte kjerner gjenspeiler hvordan fyllitten reagerer på tektoniske bevegelser, ved at hele bergmassen omvandles, uten markerte, enkeltstående leirslepper med delvis intakt berg mellom. På grunn av fyllittens skifrige karakter spalter den lett opp i svakt berg som grenser opp til de spesielt dårlige partiene. Karakteren av opptatte kjerner minner for øvrig om materialet som ble påtruffet den gang Byfjordtunnelen på Rennfastanlegget ble drevet gjennom det som antas å være den samme forkastningssonen (tidlig på 1990-tallet). Sona ble drevet gjennom med korte salvelengder, tung sprøytebetongsikring, inklusiv omfattende bruk av forbolter, og utstøpning på stuff. Det var ikke vannlekkasjer i svakhetssona. Seismisk tomografi Sluttmodellen fra de tomografiske undersøkelsene er vist på figur 19. Ut fra figur 19 ser det ut til tomografien ikke gir et helt korrekt bilde av overgangen mellom løsmasser og fjell. Det tomografiske plottet viser en sone med 3-5 m mektighet over hele profilet med seismisk hastighet m/s. For eksempel er det angitt seismiske hastigheter på m/s til høyre på plottet der det er fjell i dagen og nærmeste fjellkontrollboring (kfr. boring lengst til høyre på figur 17) indikerer en skarp overgang mellom overliggende løsmasser og fast fjell. Dette presiseres også av GEOMAP AS i rapporten fra den tomografiske undersøkelsen: Merk at overgangen mellom løsmasser og fjell aldri vil fremvises som en skarp grense i et tomogram som dette, men være representert med en gradient. I dette tilfellet markert med fargene lyseblått til lyse grønt. Som også kommentert av GEOMAP AS, er ikke tomografien egnet til å kartlegge skarpe grenser helt eksakt. Ellers er hovedkonklusjonen i GEOMAP AS rapport følgende: I øvre del av berggrunnen er det forholdsvis lav seismisk hastighet ca m/s som overensstemmer med refraksjonsskuddene. Det er også to partier som viser omtrent samme hastighet og som strekker seg dypere ned mot borhullet. Hovedforkastningen i Byfjorden er undersøkt flere steder siden år 2000 da de første planene for Ryfasttunnelene ble lagt frem. Disse seismiske undersøkelsene har vist seismiske hastigheter i det samme området, m/s, på land mellom Vågen og Breiavatnet, og i sjøområdet Vågen i Stavanger sentrum. Langs traseen for et tidligere alternativ med krysning av Byfjorden lenger nord, ved Kalhammeren, ble det påvist seismiske hastigheter ned mot m/s /ør 18. desember 2009 Side 45 av 88

47 M ULTIC ONSULT Lagård gravlund, terreng kote Kjerneborhull Laveste fjellnivå: ca. kote -9,5 Tunnelheng kote Dybde m Dybde m Figur 19 Seismisk tomografisk plott med dybde m og m er vist. tunnelene inntegnet. Foto av kjernekasser fra henholdsvis Anleggstekniske vurderinger Av det tomografiske plottet vil det fremgå at seismisk hastighet i tunnelnivå variererr fra venstre mot høyre på figur fra i overkant av m/s minkende til ca m/s for deretter å øke igjen til m/s. Videre minker hastigheten til m/s før den igjen øker til i overkant av m/s. Se for øvrig også kommentarene over når det gjelder overgangssona mot fjelloverflaten. Bergoverdekningen vil på det minste bli 9-10 m. Det må legges opp til omfattende bruk av forbolter, korte salvelengder, delt salvetverrsnitt (pilotsalve+strossesalve, eventuelt øvre salvetverrsnitt+nedree salvetverrsnitt eller med pilottunnel, sidestross og bunnstross) og tung sprøytebetongsikring på stuff. Det må videre utføres systematisk sonderboring med tanke på eventuell injeksjon. Det må påregnes at det vil bli nødvendig med utstøpning på stuff.

48 Når det gjelder injeksjon, forventes innlekkasjene å bli små, se ellers vurderingene i neste kapittel. Sonas karakter, betydelig med morenemasser over fjelloverflaten og erfaringer fra driving gjennom tilsvarende svakhetssoner tilsier at sannsynligheten for injeksjon er liten. I tabell 6 er kjerneborhullet seksjonert etter bergmassekvalitet med angivelse av in-put parametere for Q-verdi beregninger, beregnet Q-verdi og Q-systemets forslag til sikringstiltak. Når det gjelder Q-verdi beregningene, bemerkes at det er lagt til grunn at materialet ikke er svellende ut fra bl.a. de analysene som ble utført av tilsvarende sonemateriale i Byfjordtunnelen på Rennfastanlegget og ellers erfaringer fra målinger av svelleevne i fyllitt. I sikringsprognosen i kapittel 8 er det lagt til grunn at sannsynlig utstøpningslengde er 60 m i hvert av de to tunnelløpene. I tillegg må sålen støpes ut på størstedelen av disse 60 m. Det er tatt med flere meter utstøpning i sikringsprognosen enn det som fremgår av tabell 6 bl.a. fordi tunnelen ligger nærmere fjelloverflaten. Tabell 6 Bergmasseklassifisering i kjerneborhullet Dybde (m) RQD J n J r J a J w SRF Q-verdi Anbefalt sikring iht. Q-systemet Sfr+B Sfr+B Sfr+B Sfr+B RRS+B Sfr+B RRS+B RRS+B CCA/RRS+B RRS+B/Sfr+B Sfr+B Sfr+B RRS+B/Sfr+B Sfr+B RRS+B Merknader Sfr+B: Fiberarmert sprøytebetong og systematisk bolting RRS+B: Armerte ribber av sprøytebetong+fiberarmert sprøytebetong og systematisk bolting CCA: Betongutstøpning /ør 18. desember 2009 Side 47 av 88

49 M ULTIC ONSULT Figur 20 Sikringstabell for Q-systemet. Variasjon i bergmassekvalitet i kjerneborhullet er vist med stiplet grønn strek Grunnvannsforhold og setningsproblematikk i området over svakhetssonaa Ovenfor er det vurdert at innlekkasjene forventes å bli små. I tillegg nevnes at løsmassene i dette området består av sand/grus/morenemasser. Løsmassene er lite setningsømfintlige. En eventuell senkning av grunnvannsstanden på gravlunden vil ha liten innvirkning på vekstforholdene for vegetasjonen fordi grunnvannsstanden på en gravlund skal ligge 30 cm lavere ennn kistedybden som på denne gravlundenn er 2.30 m. Hovedsporet inn til Stavanger jernbanestasjon ligger mellom gravlunden og veien vest for gravlunden. Hovedsporet ble i sin tid anlagt ved at det ble gravd ut en tosidig skjæring som i skjæringsveggene mot gravlunden er kledd med en blokkmur av naturstein, kfr. foto 8.

50 Foto 8 Lagård gravlund til høyre, jernbanesporet langs foten av en lødd blokkmur av naturstein, Lagårdsveien/Teaterveien over jernbanesporet. Jernbanesporet ligger på ca. kote 6, mens gravlunden ligger med terrengoverflaten på kote Grunnvannsstanden på store deler av gravlunden er derfor blitt betydelig senket som følge av denne utgravingen. En eventuell senkning av grunnvannstanden i dette området vil ut fra orienterende setningsberegninger kun medføre mindre terrengsetninger, i størrelsesorden inntil 1-3 cm. Oppsummering - behovet for injeksjon Innlekkasjene forventes å bli små og terrenget over tunnelen er ikke særlig sensitivt for innlekkasjer. En eventuell senkning av grunnvannsstanden vil orienterende medføre terrengsetninger på inntil 1-3 cm. Eventuelle behov for injeksjon vil derfor i utgangspunktet være styrt av den gunstige effekten som injeksjon vil ha på stabilitetsforholdene under driving av tunnelen. Ut fra tidligere erfaringer ved driving gjennom tilsvarende svakhetssoner i fyllitt, forventes det imidlertid svært små innlekkasjer i denne sona Passering under avløpstunnelen Hundvågtunnelens nordgående tunnelløp vil passere under den fullprofilborede avløpstunnelen, diameter 3.25 m, med en avstand mellom hengen i Hundvågtunnelen og sålen i avløpstunnelen på 4 m. Krysningsvinkelen mellom tunnelene er ca. 90. Det må legges opp til et injeksjonsopplegg med reduserte stoppkriterier og lave injeksjonstrykk, samt svært forsiktig sprengning (korte salvelengder, delt salvetverrsnitt) med sømboring av hengen. Det må tas høyde for at det kan bli nødvendig å etablere en vanntett støp /ør 18. desember 2009 Side 49 av 88

51 7.3 Solbakktunnelen Trasébeskrivelse Fra dagsone Hundvåg nord går tunneltraseen under et område med utmark, mindre områder med dyrka mark og spredt bebyggelse, før den etter ca. 1 km passerer under strandsona på spissen av Lundsneset. Traseen for Solbakktunnelen er vist på figur 21. Dagsoneområdet vises på foto 7. Sør Hidle Hidlefjorden Sandøy Lundsneset Odda Horgefjorden Solbakk Hundvåg Kistesundet Figur 21 Solbakktunnelen Etter Lundsneset passerer tunneltraseen under Kistesundet for så å gå under Sandøy, under sjø igjen hvor den sneier vestsiden av øya Odda. Deretter passerer tunnelen den ca. 3 km brede Horgefjorden før den går under Sør Hidle. Fra Sør Hidle fortsetter tunnelen mot nordøst, under Hidlefjorden, en strekning på ca. 5 km. Tunnelen er her på det dypeste, ca. 300 m under havoverflaten. Fra tunnelen går under land på Tau er det vel 1.5 km til påhugget på Solbakk Topografi, sjødybder og løsmasser Terrenget ved dagsone Hundvåg nord på Lunde ligger på kote i et område med 1-8 m løsmasser. Løsmassene i området består av morene. Tunneltraseen går fra området ved dagsone Hundvåg nord under et høydedrag med fjell i dagen avbrutt av en terrengforsenkning hvor løsmassemektigheten iht. utførte fjellkontrollboringer er 1-6 m. På nordøstspissen av Lundsneset er løsmassemektigheten betydelig, oppimot 50 m, i tilknytning til en øst-vestgående forsenkning i fjelloverflaten. Løsmassene består av morenemasser. Utført prøvetaking viser at løsmassene består av morene varierende i korngradering fra sandig silt over siltig sand som igjen overlagrer sandig silt. Morenemassene er til dels meget fast lagret. I Kistesundet er sjødybden 37 m på det dypeste, og sjøbunnen er dekket av m med løsmasser med seismisk hastighet m/s, typisk for morene. Sandøy, som tunnelen passerer etter Kistesundet, er en flat øy som kun stikker noen få meter over havoverflaten. På øya er det et tynt usammenhengende løsmassedekke/fjell i dagen. Traseen går deretter like nord for den lille øya Odda /ør 18. desember 2009 Side 50 av 88

52 Under Horgefjorden går tunnelen under et sjøområde med dybder ned mot kote -100 (i den sørlige delen av traseen). Sjøbunnen er dekket av m med løsmasser, bortsett fra skråningen opp mot Odda, et parti ca. midt i fjorden og skråningen opp mot Sør Hidle, hvor løsmassemektigheten er liten (mindre enn 5 m og tildels blottlagt fjell på sjøbunnen). De seismiske hastighetene indikerer at løsmassene i den sørlige delen av traseen består av morene med et topplag av sand/silt/leire, mens i den nordlige delen av traseen består løsmassene av morene. Langs den første strekningen etter Sør Hidle (fra land og ca. 500 m langs traseen) er sjøbunnen dekket av et relativt tynt lag med løsmasser (mektighet 0-10 m), økende til 25 m i avstand m fra land. I den midtre og østre delen av fjorden (mot Tau) er sjøbunnen dekket av større løsmassemektigheter, oppimot vel 100 m. Det er god overensstemmelse mellom resultatene fra de seismiske undersøkelsene utført av GEOMAP AS ( ) og as GeoPhysix (2009) med hensyn til beregnet løsmassemektighet i midtre og østre del av Hidlefjorden. På Solbakksiden er det større løsmassemektigheter fra tunnelen går under land på Tau og vel 1 km i retning Solbakk. Det er påvist oppimot 25 m med morenemasser i dette området. Langs den siste kilometeren mot påhugget på Solbakk er det fjell i dagen/et tynt usammenhengende løsmassedekke. I forbindelse med utførte grunnboringer er det ikke påvist bløte, finkornige masser langs traseen, og utførte grunnundersøkelser for andre utbyggingsprosjekter i nærheten av tunneltraseene indikerer at det er lite sannsynlig at slike masser forekommer innenfor tunnelens influensområde m.h.t. grunnvannspåvirkning Bergartsfordeling Hovedtrekkene i berggrunnsgeologien er vist på figur 8 og figur 9. Berggrunnen langs traseen for Solbakktunnelen består av gneis tilhørende Boknafjorddekket fra påhuggsområdene og frem til Kistesundet. Denne gneisbergarten er som nevnt i kapittel 5.2, på berggrunnsgeologisk kart Haugesund angitt som en kvart-feltspatrik gneis, stedvis båndet, for det meste granodiorittisk til tonalittisk og diorittisk, vekselbenkning med, og som ganger, i amfibolitt, glimmergneis og kvartsitt. Berggrunnen på den første øya traseen går under etter Kistesundet (Sandøy), består av fyllitt i den sørlige delen slik at det går et bergartsskille i Kistesundet. Det er registrert gneis på en mindre del nordvest på Sandøy, samt at på holmene nord for Sandøy og Odda, og på Sør Hidle, som traseen går under, og Heng, som ligger øst for traseen, består berggrunnen av gneis. Også berggrunnen på fastlandet på Solbakksiden består av gneis. I henhold til berggrunnsgeologisk kart Haugesund tilhører gneisbergartene på nordre del av Sandøy og på Sør Hidle Boknafjorddekket. Gneisbergarten på Heng og på Solbakk tilhører imidlertid Storheidekket som ligger under Boknafjorddekket. Gneisbergartene i Storheidekket er som nevnt i kapittel 5.2, på berggrunnsgeologisk kart Haugesund angitt som en vesentlig granodiorittisk til tonalittisk gneis, fin til middelskornet, stedvis båndet, for det meste grågrønn (saussurittisert). Grensen mellom Boknafjorddekkets gneisbergarter og Storheidekkets gneisbergarter ligger et sted under Hidlefjorden, mellom Sør Hidle og Solbakk, uten at det er mulig å angi nærmere hvor dette skyvedekket ligger. Grensen mellom fyllitt og Boknafjorddekkets gneisbergarter ligger i Kistesundet. Grensen mellom fyllitt og gneis i tunnelnivå er noe usikker på grunn av dekkeoppbyggingen i området med relativt flattliggende bergartsgrenser. Solbakktunnelen vil gå i fyllitt under Sandøy, men fra nordenden av Sandøy og videre mot Solbakk vil tunnelen sannsynligvis gå i gneis. I 2004 ble det boret et loddrett 260 m dypt hull på sørspissen av Sør Hidle. Det ble innhentet borkaksprøver for hver 50. meter ned til kote Prøvene ble mikroskopert for å studere mineralogisk sammensetning. Denne undersøkelsen viste små variasjoner i mineralinnhold og /ør 18. desember 2009 Side 51 av 88

53 prøvene bestod av kvarts og feltspat som hovedminertaler, samt også en del mørke mineraler som amfibol og biotitt. Bergarten ble klassifisert som gneis. Undersøkelsen ble utført av Vegteknisk avdeling i Vegdirektoratet. Det er foreslått å foreta boringer også fra Sandøy og Odda for ytterligere å undersøke eventuelle bergartsgrenser mot dypet. Strøkretningen på foliasjonen varierer mellom Ø-V og NV-SØ. Fallet varierer typisk mellom 5 og 25 mot N/NØ. Foto 9 Gneis, dagfjellsforvitret, i skjæring like nord for dagsone Hundvåg nord. Foliasjonen stryker N165 Ø med fall 20 Ø. Avstanden mellom sprekker og stikk parallelt foliasjonen i den dagsfjellsforvitrede skjæringen varierer mellom 2-10 cm og 0.5 m. I tillegg til at sprekker parallelt foliasjonen er en av hovedsprekkeretningene, gjennomsettes berggrunnen også av hovedsprekkeretningene N85 Ø/90 og N160 Ø/90. Sprekkeavstanden varierer typisk mellom 0.5 m og 1 m. Foto 10 Båndet gneis, veiskjæring like nordvest for dagsone Solbakk. Foliasjonen har strøk omtrent parallelt skjæringen (NV-SØ) med fall 25 N (inn i skjæringen). I tillegg til sprekker parallelt foliasjonen, gjennomsettes bergmassen av sprekker med strøk/fall N85 Ø/65 N (sprekkeavstand m) og sprekker med strøk/fall N170 Ø/60 V (sprekkeavstand m) /ør 18. desember 2009 Side 52 av 88

54 7.3.4 Kvalitet på sprengstein Fyllitt Sprengsteinsmasser av fyllitt har dårlige mekaniske egenskaper. De kan benyttes som oppfyllingsmasser i forbindelse med utfylling i sjø, og som oppfyllingsmasser i forbindelse med veibygging, industri- og næringsområder, parkeringsplasser m.m.. Massene kan ikke benyttes i forsterkningslaget og må betraktes som en del av underbygningen. Sprengsteinsmasser av fyllitt klassifiseres normalt m.h.t. telefarlighet som T2 masser (litt telefarlig), eventuelt som T3 masser (middels telefarlig). Klassifiseringen er i.h.t. Håndbok 018 Vegbygging. Klassifisering som T2 masser forutsetter at massene blir transportert direkte fra tunnel til området hvor de skal benyttes, og at massene ikke har vært eller blir utsatt for langvarig, tyngre anleggstrafikk før videre bruk. Videre kan utlegging og komprimering medføre at masser som i utgangspunktet klassifiseres som T2 masser, havner i telefarlighetsgruppe T3. Sprengsteinsmasser av fyllitt klassifiseres normalt i bæreevnegruppe 3 dersom de m.h.t. telefarlighet klassifiseres som T2 masser. Dersom de klassifiseres som T3 masser, klassifiseres de normalt i bæreevnegruppe 5. Ved tunneldriving vil normalt ikke sprengsteinsmasser av fyllitt kunne benyttes i anleggskjørebanen. Dette medfører at eksterne sprengsteins-/pukkmasser må tilkjøres. Gneis Sprengsteinsmasser av gneis må forventes å ha vesentlig bedre mekaniske egenskaper enn fyllitten og kan benyttes i forsterkningslaget. Sprengsteinsmasser av gneis klassifiseres normalt m.h.t. telefarlighet som T1 masser (ikke telefarlig), og en sprengsteinsfylling av gneis klassifiseres normalt i bæreevnegruppe 1. Det er ikke utført laboratorietesting av bergarten, og slik prøvetaking og testing må utføres før øvrige bruksområder i vegbygging kan vurderes. Ved prøvetaking av gneisbergarten er det vesentlig at det blir innhentet prøver som ikke er fra dagfjellssona. Erfaringsmessig er gneisbergartene i dette området ofte markert dagfjellsforvitret slik at prøver fra de øvre meterne ikke vil gi representative verdier ved testing av mekaniske egenskaper i laboratoriet. Ved tunneldriving vil sprengsteinsmasser av gneis kunne benyttes i anleggskjørebanen. Dette medfører at tilkjøring av eksterne sprengsteins-/pukkmasser i utgangspunket ikke er nødvendig /ør 18. desember 2009 Side 53 av 88

55 7.3.5 Detaljoppsprekning Sprekkeregistreringer i gneis på Hundvåg er presentert på figur 22 og i gneis på Solbakk er presentert på figur 23. N Steile tverrsprekker V Ø Sprekker parallelt foliasjonen, samt steile sprekker med strøk NV-SØ S Figur 22 Sprekkerose gneis Hundvåg N Sprekker med strøk NØ-SV til ØNØ-VSV og fall N V Ø S Figur 23 Sprekkerose gneis Solbakk Sprekker parallelt foliasjonen og sprekker med strøk NNØ-SSØ og fall V Sprekkeregistreringer på Hundvåg indikerer følgende hovedsprekkeretninger: Sprekker parallelt foliasjonen, strøk Ø-V til NV-SØ og fall 5-25 mot N/NØ, sprekkeavstander på m. To tverrsprekkesett med strøk henholdsvis Ø-V til NV-SØ, og N-S til NØ-SV, sprekkeavstander på m, fall varierende fra steilt til Sprekkeregistreringer på Solbakk indikerer følgende hovedsprekkeretninger: Sprekker parallelt foliasjonen, strøk NV-SØ til NNV-SSØ, fall mot NØ, sprekkeavstander typisk m. To tverrsprekkesett med strøk henholdsvis NØ-SV til ØNØ-VSV og fall N, og NNØ-SSØ og fall V, sprekkeavstander m. Volumetrisk sprekketall, J v (antall sprekker/m 3 ) ligger i området (lite til moderat) med de angitte sprekkeavstandene /ør 18. desember 2009 Side 54 av 88

56 7.3.6 Svakhetssoner Beliggenhet, mektighet og orientering av svakhetssoner langs traseen fremgår av plan og lengdeprofil på geologiske tegninger nr. X I tabell 6-8 er fordelingen av seismiske hastigheter langs de 3 fjordkrysningene som Solbakktunnelen passerer (Kistesundet, Horgefjorden og Hidlefjorden), sammenstilt. Traseen i Horgefjorden er ikke 100 % dekket av refraksjonsseismiske profiler. I kapittel 10.2 er det foreslått at det utføres supplerende refraksjonsseismisk profilering i enkelte partier langs traseen i Horgefjorden. Omtrent hele traseen i Hidlefjorden er dekket av refraksjonsseismikk. Ved beregning av fordelingen mellom seismiske hastighetsintervall i Horgefjorden, er det antatt at seismiske hastigheter i berggrunnen langs de områdene som ikke er dekket av refraksjonsseismikk, er større enn m/s. Det er videre lagt til grunn en fordeling mellom hastighetsintervallene m/s, m/s og større enn m/s tilsvarer fordelingen mellom disse intervallene i områdene som er dekket av seismikk. Prosentandelen lavhastighetssoner er beregnet ved hver av de tre sjøområdene som Solbakktunnelen passerer. Både andelen mindre enn m/s og andelen mindre enn m/s er beregnet. Bakgrunnen for at også andelen mindre enn m/s er beregnet, er de høye seismiske hastighetene i intakt berg (i hovedsak større enn m/s). Dette medfører at i partier med seismiske hastigheter mellom m/s og m/s vil forholdet mellom seismiske hastigheter i aktuell sone og høyeste seismiske hastighet i omkringliggende berg (v/v max ) kunne være mindre enn 0.8. Forholdstallet v/v max 0.8 (Cecils metode) er også benyttet som kriterium for angivelse av lavhastighetssoner ut fra refraksjonsseismiske undersøkelser. På kartet Topographic and magnetic lineaments with possible deep weathering zones er det angitt dypforvitringspartier i Kistesundet, i et område like nord for Odda (sørvestsiden av Horgefjorden), på begge sider av Sør Hidle og i et parti like før tunnelen går under land på Tau på Solbakksiden. I partiene i Kistesundet og i partiet like nord for Odda er det utført refraksjonsseismikk og påvist flere lavhastighetssoner. Det er ikke utført refraksjonsseismikk på begge sider av Sør Hidle (bergoverdekningen er her over 200 m). I partiet like før tunnelen går under land på Tau er det skutt et 470 m langt profil og påvist et par partier med seismisk hastighet på m/s. I forbindelse med supplerende refraksjonsseismiske undersøkelser våren 2009 ble også den markerte ØSØ/VNV-gående forsenkningen i sjøbunnen nord for tunneltraseen i området profil sett nærmere, som anbefalt i vurderingene fra professor Bjørn Nilsen. Denne forsenkningen kan ses på tegning nr. X606. De supplerende seismiske undersøkelsene, representert ved de seismiske tverrprofilene P11/09, P13/09 og P14/09, indikerer at den markerte forsenkningen ikke representerer noen svakhetssone i berggrunnen. På disse tverrprofilene vises også godt den markert økende løsmassemektigheten sør for traséområdet. Langs for eksempel tverrprofil P13/09 øker løsmassemektigheten fra ca. 20 m i nord, til 55 m der tunneltraseen er lagt og videre til 140 m i sør /ør 18. desember 2009 Side 55 av 88

57 Tabell 7: Fordelingen av seismiske hastigheter under sjø - Kistesundet Seismisk hastighet Antall m Prosent > m/s 608 m 86.9 % m/s 0 m 0% m/s 0 m 0% m/s 0 m 0% m/s 92 m 13.1 % m/s 0 m 0% m/s 0 m 0% m/s 0 m 0 % Andel lavhastighetssoner er 13.1 % ( m/s). Tabell 8: Fordelingen av seismiske hastigheter under sjø - Horgefjorden Seismisk hastighet Antall m Prosent > m/s 2650 m 61.6 % m/s 933 m 21.7 % m/s 383 m 8.9 % m/s 138 m 3.2 % m/s 71 m 1.7 % m/s 65 m 1.5 % m/s 25 m 0.6 % m/s 35 m 0.8 % Andel lavhastighetssoner er 4.6 % ( m/s) og 7.8 % ( m/s). Tabell 9: Fordelingen av seismiske hastigheter under sjø - Hidlefjorden Seismisk hastighet Antall m Prosent > m/s 900 m 41.1 % m/s 2515 m 32.3 % m/s 1173 m 13.8 % m/s 140 m 3.8 % m/s 220 m 4.0 % m/s 237 m 4.1 % m/s 0 m 0.3 % m/s 35 m 0.6 % Andel lavhastighetssoner er 9.4 % ( m/s) og 11.5 % ( m/s). Kommentar: Forklaringen på at andelen med spesielt høy seismisk hastighet (> m/s) i Horgefjorden er vesentlig større enn i Hidlefjorden, er at i Horgefjorden er alle seismiske data basert på /ør 18. desember 2009 Side 56 av 88

58 undersøkelser utført av GEOMAP AS, mens i Hidlefjorden er de seismiske dataene dels basert på undersøkelser utført av GEOMAP AS og dels av undersøkelser utført av as GeoPhysix hvorav dataene fra sistnevnte firma utgjør hoveddelen (supplerende seismiske undersøkelser utført våren 2009). Overensstemmelsen i tolkningen av de seismiske undersøkelsene fra disse to firmaene er gode på partier hvor det har vært overlapp mellom undersøkelsene, men GEOMAP AS opererer jevnt over med høyere seismiske hastigheter i intakt berg (større områder med hastigheter på m/s), mens as GeoPhysix opererer med seismiske hastigheter i disse områdene på m/s. Seks områder langs Solbakktunnelen kommenteres spesielt: På land Lundsneset, profil 6825 På land i avstand m fra Kistesundet passerer tunneltraseen en forsenkning i fjelloverflaten. Bergoverdekningen vil på det minste bli 20 m (sørgående tunnelløp) til 23 m (nordgående tunnelløp). Seismisk hastighet er m/s, og sona er beregnet å ha en mektighet på 50 m. Løsmassemektigheten er oppimot 50 m, og løsmassene består iht. utførte geotekniske grunnundersøkelser av fast lagret, siltig morene. Det er utført både fjellkontrollboringer/totalsonderinger (kfr. borplan nr. -11 i vedlegg 2) og refraksjonsseismikk i dette området. Dette området er et av de områdene som ble kommentert i nevnte brev fra professor Bjørn Nilsen. Det ble foreslått tilleggsundersøkelser, primært styrt kjerneboring i kombinasjon med seismisk tomografi, alternativt at allerede utført seismikk og fjellkontrollboringer suppleres med minimum ett seismisk tilleggsprofil og minimum 2-3 fjellkontrollboringer. Tilleggsundersøkelsene har bestått av ett seismisk tilleggsprofil langs sørgående tunnelløp (lengde 230 m) og fjellkontrollboringer/totalsonderinger der omfanget av utførte fjellkontrollboringer i dette området fremgår av borplan nr. -11 i vedlegg 2. Figur 24 Borlogger fra utførte totalsonderinger. Fjelloverflatens beliggenhet er vist. Nærmere beskrivelse og tegninger i større målestokk finnes i geoteknisk datarapport - kfr. grunnlagsmateriale i kapittel /ør 18. desember 2009 Side 57 av 88

59 Under sjø Kistesundet, profil : De seismiske undersøkelsene har indikert lavhastighetssoner i berggrunnen der tunnelen går under sjø. Langs de første ca. 150 m er det påvist 3 lavhastighetssoner med seismisk hastighet på mellom m/s og m/s. Langs de første ca. 40 m av dette partiet (like etter at tunneltraseen går under sjø) vil bergoverdekningen bli m. Løsmassemektigheten på sjøbunnen er m, og sjødybden er 0-10 m. Seismisk hastighet er m/s. Dette partiet og de tilleggsundersøkelsene som er utført etter førstegangsbehandlingen av fraviksøknaden i Vegdirektoratet, er nærmere omtalt under kapittel 9 (hvor områder med fravik i forhold til kravet i håndbok 021 om 50 m bergoverdekning er behandlet). Sørvestre del av Horgefjorden, profil : Over en 570 m lang strekning passerer traseen flere svakhetssoner. Partier med seismisk hastighet mindre enn m/s har en lengde på 280 m, og partier med seismisk hastighet mindre enn m/s har en lengde på 110 m. Bergoverdekningen er m, og løsmassemektigheten på sjøbunnen er m. Spesielt sone S56 (seismisk hastighet m/s og bredde 35 m) forventes å bli anleggsteknisk krevende. Denne svakhetssona antas å være en regional bruddsone, kfr. lineamentskart i referanse 8) og 9) i kapittel 3. Hidlefjorden, profil På denne strekningen passerer traseen 3 lavhastighetssoner med seismisk hastighet henholdsvis m/s, m/s og m/s, alle med mektighet ca. 15 m. Bergoverdekningen er m, og løsmassemektigheten på sjøbunnen er m. Også disse sonene kan bli anleggsteknisk krevende. I den geologiske rapporten forut for foreliggende utgave (Multiconsult AS rapport nr datert 2. april 2008) var det seismiske grunnlaget profiler som lå noe sideforskjøvet i forhold til traseen (kfr. tegning X605). Dette var også grunnlaget i den rapporten som Vegdirektoratet mottok i sin tid (rapport datert 28. september 2007) og som var grunnlaget for de vurderingene som professor Bjørn Nilsen har nedfelt i sitt brev av De geologiske tegningene i de tidligere utgavene av geologisk rapport viser følgende mellom profil (sitat fra tidligere utgaver av den geologiske rapporten): På denne strekningen passerer traseen 4 lavhastighetssoner med seismisk hastighet henholdsvis m/s, m/s, m/s og m/s med mektighet varierende fra m. Bergoverdekningen er m, og løsmassemektigheten på sjøbunnen er 0-30 m. Også disse sonene kan bli anleggsteknisk krevende. I rapporten forut for foreliggende utgave av geologisk rapport er det videre kommentert følgende: Partiet ved ca. profil er kommentert spesielt i brevet fra professor Bjørn Nilsen av På bakgrunn av kombinasjonen lav seismisk hastighet (2.600 m/s), bergoverdekning 50 m, stor sjødybde (170 m) og 20 m løsmassemektighet, er det anbefalt supplerende refraksjonsseismikk. Resultater og vurderinger etter supplerende refraksjonsseismiske undersøkelser er nærmere beskrevet i kapittel hvor det vil fremgå at de supplerende seismiske undersøkelsene viser noe lavere seismiske hastigheter i svakhetssonene i dette området, samt at bergoverdekningen er større enn det som tidligere er lagt til grunn. Hidlefjorden, profil : På denne strekningen passerer traseen 3 lavhastighetssoner med seismisk hastighet m/s, m/s og m/s. Bredden er betydelig, henholdsvis 80 m, 70 m og 60 m. Bergoverdekningen er m, og løsmassemektigheten på sjøbunnen er m /ør 18. desember 2009 Side 58 av 88

60 Hidlefjorden, profil 17100: Traseen passerer en lavhastighetssone med seismisk hastighet m/s og bredde 35 m. Bergoverdekningen er 72 m, og løsmassemektigheten på sjøbunnen er 55 m. Svakhetssonene langs traseen er nærmere beskrevet i tabell 10. Nummerering refererer til nummerering på vedlagte geologiske tegninger. Tabell 10: Nærmere beskrivelse av svakhetssonene langs Solbakktunnelen Sone nr. Profil Seismisk hastighet [m/s] Antatt bredde Vinkel med tunnelaksen Løsmassetykkelse/-type Bergoverdekning Kommentar med referanse til seismisk profilnr. Fra dagsonene til Lundsneset (på land) S m m Morene - Antatt svakhetssone med strøk N-S med utgående i dagsoneområdet for alternativ A3. S m m Morene S m m Morene S m m Morene S m - 18 m Morene S m/s 50 m m Morene 7 m Antatt svakhetssone med strøk NV-SØ med utgående i en terrengforsenkning like etter påhugget ved dagsona for alternativ A3. 32 m Antatt svakhetssone med strøk N-S med utgående i dagsone område for alternativ D3. 20 m Antatt svakhetssone med strøk NV-SØ som fortsetter videre i sjø i Lundsvågen. - Antatt svakhetssone med strøk NØ-SV som fortsetter videre ut i sjø i den sørlige delen av Kistesundet. 20 m Seismisk profil P6/07 Kistesundet S m m Morene S m m Morene S m m Morene S m m Morene 53 m Seismiske profiler P6/07 (GeoPhysix) 54 m Seismisk profil P22/00, P23/00 43 m Seismiske profiler P2/00, P3/04, P23/00 (GEOMAP) og P3/07 (GeoPhysix). Strøket på sona er usikkert). 50 m Sone lokalisert i dypålen i Kistesundet. Seismisk profil P21/00. Horgefjorden S m 90 0 m 124 m Antatt mindre svakhetssone som skjærer over Sandøy med strøk NV-SØ. Ikke utført seismikk. S m 90 0 m 132 m Antatt mindre svakhetssone som skjærer over Sandøy med strøk NV-SØ. Ikke utført seismikk /ør 18. desember 2009 Side 59 av 88

61 Sone nr. Profil Seismisk hastighet [m/s] Antatt bredde Vinkel med tunnelaksen Løsmassetykkelse/-type Bergoverdekning Kommentar med referanse til seismisk profilnr. S m m Morene S m m Morene S m m Morene S m m Morene med topplag av sand/silt/leire S m m Morene med topplag av sand/silt/leire S m m Sand/silt/leire 112 m Svakhetssone som stryker NØ- SV og krysser Sandøy der denne er på det smaleste. Seismisk profil P8/ m Sone som stryker NØ-SV gjennom sundet mellom Sandøy og Odda. Seismisk profil P9/ m Seismisk profil P9/ m Seismisk profil P10/04 55 m Seismisk profil P10/04 57 m Seismisk profil P18/03 S m m Sand/silt/leire 58 m Mektighet basert på ekstrapolering mellom de to nærliggende og parallelle seismiske profilene P15/00 og P18/03 på hver side av traseen. S m m Sand/silt/leire S m m Sand/silt/leire S m m Sand/silt/leire S m m Morene S m m Morene S m m Morene 67 m Seismisk profil P19/03. Antas å samsvare med sone med hastighet m/s på profil P15/00 slik at sone stryker NNØ- SSV. 64 m Seismisk profil P19/03 54 m Seismisk profil P11/ m Seismisk profil P16/ m Seismisk profil P16/ m Antatt svakhetssone i forsenkning i fjelloverflaten. Ikke utført seismikk. Hidlefjorden S <5 m 80 0 m 250 m Antatt mindre svakhetssone med utgående på Hidle. S m m Sand/silt/leire S m m Sand/silt/leire 72 m Seismisk profil P1/ m Seismisk profil P1/ /ør 18. desember 2009 Side 60 av 88

62 Sone nr. Profil Seismisk hastighet [m/s] Antatt bredde Vinkel med tunnelaksen Løsmassetykkelse/-type Bergoverdekning Kommentar med referanse til seismisk profilnr. S m m Sand/silt/leire S m m Sand/silt/leire S m m Morene S m m Morene S m m Morene S m m Morene S m m Morene S m m Morene S m m Morene S m m Morene S m m Morene S m m Morene S m m Morene S m m Morene S m m Morene 68 m Seismisk profil P1/09 og P2/09 83 m Seismisk profil P2/09 76 m Seismisk profil P2/09 70 m Seismisk profil P2/09 67 m Seismisk profil P3/09 72 m Seismisk profil P3/09 76 m Seismisk profiler P4/09 62 m Seismiske profiler P37/03 og P38/03 Tunneltraseen ligger ca. 70 m nord for profil P37/03 og 20 m sør for profil P38/03. Lavhastighetssona er registrert i P37/03, men ikke i P38/03. Svakhetssona er derfor usikker. 72 m Seismiske profiler P38/03 og P39/03 76 m Seismiske profiler P40/03 og P16/03 Svakhetssonen er basert på lavhastighetssone i profil P16/03 som ligger 180 m sør for tunneltraseen. Svakhetssonen er derfor usikker. 76 m Seismiske profiler P43/03 og P3/03 Seismiske profiler ligger sør for tunneltraseen, og avstanden fra den aktuelle lavhastighetssonen til traseen er 50 m. 68 m Seismisk profil P43/03 93 m Seismisk profil P3/03 Seismisk profil ligger sør for tunneltraseen, og avstanden fra den aktuelle lavhastighetssonen til traseen er 50 m. 72 m Seismisk profil P12/09 68 m Seismisk profil P12/ /ør 18. desember 2009 Side 61 av 88

63 Sone nr. Profil Seismisk hastighet [m/s] Antatt bredde Vinkel med tunnelaksen Løsmassetykkelse/-type Bergoverdekning Kommentar med referanse til seismisk profilnr. S m m Morene 68 m Seismisk profil P15/09 Mellom Tau og Solbakk (på land) S m m Morene 100 m Antatt svakhetssone med strøk ØNØ-VSV basert på terreng- og flyfotostudier S m m Morene 76 m Seismisk profil P19/04 og P20/04 S m m Morene 68 m Antatt svakhetssone med utgående i en terrengforsenkning som ligger mellom de seismiske profilene P18/04 og P19/04-P20/04. S < 5 m m 80 m Antatte svakhetssoner basert på terreng- og flyfotostudier. S m m 70 m Sonene stryker NNV-SSØ med utgående i en terrengforsenkning på et høydedrag m nord for tunnelpåhugget på Solbakk. S < 5 m m Påhuggsområder og dagsoner Hundvåg nord Dagsone Hundvåg nord er plassert i et område hvor det er en løsmassemektighet på 1-8 m. Det er fjell i dagen like nord for planlagt plassering av fjellpåhugget. Hoveddelen av bebyggelsen vil bli liggende m fra dagsoneområdet, bortsett fra noen bygninger, på østsiden, som vil bli liggende ca. 50 m fra dagsoneområdet. Området vises på foto 11. Hundvåg Nord Foto 11 På fotoet vises dagsone/påhuggsområde Hundvåg nord /ør 18. desember 2009 Side 62 av 88

64 Solbakk Påhuggsområdet er plassert i en skråning med oppimot 8 m løsmasser bestående av urblokker over morenemasser. Det er utført refraksjonsseismiske undersøkelser i påhuggsområdet. Foto 12 Påhuggsområde Solbakk ligger litt til venstre for midten av bildet Bergoverdekning på land Bergoverdekningen langs de første ca. 150 m etter påhugget på Hundvåg nord vil bli mindre enn 10 m. Langs de neste ca. 200 m vil bergoverdekningen bli m. Ved passering under en forsenkning i fjelloverflaten på Lundsneset, ca. profil 6825, vil bergoverdekningen på det minste bli ca. 20 m (nordgående tunnelløp) til 23 m (sørgående tunnelløp). Ved påhuggsområdet på Solbakk vil bergoverdekningen bli mindre enn 10 m fra påhugget og m langs tunnelen. For øvrig langs den delen av Solbakktunnelen som går under land, vil bergoverdekningen bli 20 m eller mer; På Lundsneset, bortsett fra ved passering under den nevnte forsenkningen i fjelloverflaten, vil bergoverdekningen ligge på m. Under Sandøy og Hidle vil bergoverdekningen bli liggende på henholdsvis m og m. Fra tunnelen går under land på Tau sida og frem til påhugget på Solbakk vil bergoverdekningen bli liggende på m. Tabell 11 Bergoverdekning på land langs Solbakktunnelen Tunnel Lengde Bergoverdekning på land <10 m m >20 m Lengdemeter tunnel Solbakkktunnelen 14.1 km herav m under sjø og m under land 150 m 200 m 3450 m Langs Solbakktunnelen er det ikke partier med overdekning (berg og løsmasser) mindre enn 20 m som samtidig går under bebyggelse (grensen på 20 m overdekning kan være en hensiktsmessig grense for når sprengningsarbeidene blir særlig fordyrende på grunn av kravet til maksimalt tillatte rystelser) Bergoverdekning under sjø Bergoverdekningen under sjø fremgår av tabell 12. Bergoverdekningen er mindre enn 50 m (43-50 m) over ett ca. 50 m langt parti der tunnelen går under sjø på Lundsneset. Dette er nærmere omtalt i kapittel /ør 18. desember 2009 Side 63 av 88

65 Tabell 12 Bergoverdekning under sjø langs Solbakktunnelen Tunnel Lengde Bergoverdekning under sjø < 50 m m >60 m Lengdemeter tunnel Solbakktunnelen 14.1 km herav m under sjø og m under land 50 m 620 m 9630 m Før det ble utført supplerende seismiske undersøkelser våren 2009, ble det lagt til grunn at bergoverdekningen var 50 m ved profil Grunnlaget for dette var refraksjonsseismiske profiler som lå sideveis forskjøvet i forhold til traseen. De refraksjonsseismiske undersøkelsene viste en svakhetssone med seismisk hastighet m/s. For å ta høyde for at tunneltraseen eventuelt måtte senkes på dette partiet etter at det var foretatt supplerende seismiske undersøkelser langs traseen, er det i reguleringsplanen utarbeidet en egen tegning (B220) som illustrerer hvordan tunneltraseen enkelt kan senkes for å oppnå større bergoverdekning. Utsnitt av tegningen er vist på figur 25. Traseen for Solbakktunnelen i dette området er imidlertid robust på den måten at det vegteknisk sett er uproblematisk å senke tunneltraseen hvis supplerende seismiske undersøkelser hadde vist at fjelloverflaten ligger dypere enn det som er lagt til grunn ved tidligere vurderinger av traseen i vertikalplanet. Området ved profil er også kommentert spesielt i brevet fra professor Bjørn Nilsen datert 31. oktober Profil Figur 25 Med rødt er vist mulig senkning av tunneltraseen langs Solbakktunnelen for å øke bergoverdekningen (utsnitt av tegning B220). Ved profil er vist bergoverdekning 50 m og berggrunnen gjennomsettes av en svakhetssone med seismisk hastighet 2600 m/s. De supplerende seismiske undersøkelsene har imidlertid vist at bergoverdekningen er større og de seismiske hastighetene noe mindre enn det som er lagt til grunn i reguleringsplanen. De supplerende seismiske profillinjene fra undersøkelsene våren 2009 i dette området ligger rett over traseen, og disse viser en minste bergoverdekning på 64 m. Det er derfor mulig å heve tunnelen i dette området. Tegning B220 er derfor ikke lenger aktuell. Den tidligere seismiske profillinja lå ca. 100 m fra traseen. Avviket mellom tidligere antatt bergoverdekning og den bergoverdekningen som nå er registrert (på seismiske profiler som ligger rett over tunnelen) skyldes at traseen ser ut til å følge en liten rygg på dette partiet, mens de opprinelige seismiske profillinjene lå på kanten av denne ryggen. Den svakhetssonen som er registrert på de seismiske profilene fra undersøkelsene i 2009 og som antas å samsvare med sona med seismisk hastighet m/s fra de tidligere undersøkelsene, har på profilene fra 2009 en seismisk hastighet på m/s og en bredde på 15 m Vannlekkasjer Erfaringer fra driving av undersjøiske tunneler under tilsvarende geologiske forhold m.h.t. lekkasjer har variert fra svært små lekkasjer ved driving av Mastrafjordtunnelen til noe større /ør 18. desember 2009 Side 64 av 88

66 lekkasjer ved driving av Finnfasttunnelen. Lekkasjene og injeksjonsarbeidene ved driving av Finnfasttunnelen var konsentrert til de første ca m til tunnelen går under Talgje, kfr. figur 10. I kapittel 8 som omhandler sikringsprognoser, er omfanget av injeksjonsarbeider på Rennfastanlegget og Finnfast presentert sammen med flere andre undersjøiske tunnelprosjekter. Risikoen for mer omfattende innlekkasjer langs traseen vurderes å være størst ca. midt i Horgefjorden, i den østre del av Horgefjorden (på vestsiden av Sør Hidle) og i den vestre delen av Hidlefjorden (på østsiden av Hidle). I disse områdene er mektigheten av løsmasser på sjøbunnen liten. For øvrig er større deler av sjøbunnen langs traseen dekket av svært mektige moreneavsetninger og det vurderes at dette vil bidra til å redusere innlekkasjene Avstand til bebyggelse. Rystelsesrestriksjoner. Bygningsbesiktigelser Nord for påhuggsområdet på Hundvåg nord ( m) er avstanden til den spredte eneboligbebyggelsen rett over traseen m. Det er ikke bebyggelse rett over traseen på de øyene tunnelen passerer. På Tau er avstanden til overliggende bebyggelse m. Løsmassemektigheten er typisk 5-25 m. I det etterfølgende er det presentert orienterende grenseverdier for maksimalt tillatte vibrasjoner (maksimalt tillatt vertikal svingehastighet). Grenseverdiene er fastsatt med utgangspunkt i data om grunnforholdene, type bebyggelse og kjennskap til fundamenteringsforhold. Norsk Standard NS 8141 er benyttet ved fastsettelse av grenseverdiene. Boliger fundamentert på fjell i området ved tunnelpåhugget på Hundvåg nord: 45 mm/s Bygninger fundamentert på løsmasser (Hundvåg vest, Hundvåg nord, Lunde, Tau): 25 mm/s Det er lagt til grunn at bygninger er fundamentert på morenemasser eller tilsvarende. Bygninger fundamentet på fjell langs hele traseen: 45 mm/s Spesielle områder og bygg: Like øst for traseen på Lunde ligger et drivhus, sannsynligvis fundamentert på løsmasser. Rystelsesgrensen må vurderes nærmere (dvs. om den må reduseres i forhold til 25 mm/s). Før sprengning av forskjæringer og tunneler påbegynnes, må det foretas besiktigelser av bebyggelsen langs traseen. Det anbefales å besiktige samtlige bygg som ligger i avstand m til siden for traseen Naturområder sårbare for grunnvannssenkning Det er ikke kartlagt spesielt sensitive naturområder langs traseen. De naturområdene traseen passerer, består av dyrka mark, utmarksområder og friområder, hvor løsmassene består av lite sensitive morenemasser. Det bør settes ned peilebrønner i løsmasseområdene langs traseen for overvåkning av grunnvannet. Disse må settes ned minimum ett år før tunneldrivingen igangsettes for å få med sesongmessige variasjoner. Nærmere beskrivelse av aktuelle områder er gitt i kapittel Setningsømfintlige områder. Fundamenteringsforhold. Setningsnivellement Bebyggelsen langs traseen domineres av boligbebyggelse, hovedsakelig eneboligbebyggelse, samt enkelte nærings-/industribygg. Bebyggelsen er i hovedsak fundamentert på fjell eller sand-/grus-/morenemasser. Løsmassene langs traseen er lite setningsømfintlige Spesielt anleggsteknisk krevende partier Spesielt krevende partier er beskrevet i kapittel svakhetssoner /ør 18. desember 2009 Side 65 av 88

67 7.4 Eiganestunnelen Trasébeskrivelse Tunnelpåhugg sør i bydelen Schancheholen i Stavanger vil bli liggende i skråningen langs østsiden av E39. Tunneltraseen går under den vestre delen av høydedraget mellom Våland og Mosvatnet (Vålandskogen), passerer under bebyggelsen i den nordre delen av Våland, før den krysser Madlaveien. Videre mot nord går den under den østre og nordre delen av bydelen Eiganes, i et område med eneboligbebyggelse, før den fortsetter under bydelene Kampen og Byhaugen, også dominert av boligbebyggelse. Påhuggsområde/dagsone Smiene ligger like ved det nordre tunnelpåhugget for Byhaugtunnelen, langs dagens E39, og grenser mot øst til et boligområde, mens det mot vest grenser til et friområde. Smiene Byhaugen Kampen Eiganes Madlaveien Våland Mosvatnet Schancheholen Figur 26 Eiganestunnelen Topografi og løsmasser Terrenget ved området for påhugg sør (profil ), langs E39, ligger på kote Terrenget i dette området og langs traseen videre under Vålandskogen (profil ), hvor terrenget ligger på kote 55-60, er dekket av et tynt, usammenhengende løsmasselag, dels fjell i dagen. Vest for tunneltraseen faller terrenget av ned mot kote (området langs og øst for Mosvatnet). Den vestlige delen av Mosvatnet ble fylt ut i forbindelse med etableringen av dagens E39. Opprinnelig strandlinje i Mosvatnet ligger øst for E39, og den ligger ca. 100 m vest for tunneltraseen /ør 18. desember 2009 Side 66 av 88

68 Fra profil 1000 til profil 1500 passerer tunnelen under det tettbebygde boligområdet i den nordvestre delen av bydelen Våland. Løsmassemektigheten er liten, og antas å variere fra 0 m til 3 m, noe større i det området som grenser til den terrengforsenkningen som er i og rundt området ved krysset mellom E39 og Madlaveien, hvor terrenget ligger på kote I området ved og sør for krysset mellom E39 og Madlaveien er det partier med større løsmassemektigheter. Utførte grunnboringer viser at dybden til underliggende fjelloverflate varierer betydelig med mange avstengte forsenkninger i fjelloverflaten hvor det er blitt dannet myr- og torvmasser. Løsmassene for øvrig i dette området, og i den nordvestre delen av bydelen Våland, består av siltige, sandige og grusige masser (morene). Området med myr- og torvmasser ligger m fra traseen for Eiganestunnelen. På- og avkjøringsrampene fra Eiganestunnelen til området ved Madlaveien ligger imidlertid i og like nord for dette området. Ved profil 1500 passerer tunnelen under Madlaveien hvor det er en forsenkning i fjelloverflaten. Terrenget ligger her på kote 29-30, og løsmassemektigheten er oppimot 5 m. Fra profil 1500 stiger terrenget langs tunnelen slakt. Mellom profil 1500 og profil 1800 ligger terrenget på mellom kote 29 og kote 40, og løsmassemektigheten er typisk 1-5 m. Mellom profil 1800 og profil 2050 er det et parti med oppimot 8-12 m med løsmasser. Terrenget ligger på kote 40-47, og fjelloverflaten ligger på kote Videre mot nord, mellom profil 2050 og 2750, frem til bydelen Byhaugen, ligger terrenget på kote med en løsmassemektighet på typisk 1-5 m. Videre under Byhaugen, fra profil 2750 og frem til påhugget ved Smiene på profil 4000, ligger terrenget på kote og er dekket av et tynt usammenhengende løsmasselag, med flere fjellblotninger. Løsmassene i området fra profil 1500 (der tunnelen passerer under Madlaveien) og frem til profil 2750 består av morenemasser varierende fra sandige og grusige masser til morenemasser med et visst innhold av silt. I forbindelse med utførte grunnboringer er det ikke påvist bløte, finkornige masser langs traseen, og utførte grunnundersøkelser for andre utbyggingsprosjekter i nærheten av tunneltraseene indikerer at det er lite sannsynlig at slike masser forekommer innenfor tunnelens influensområde Bergartsfordeling Berggrunnen langs Eiganestunnelen består av fyllitt. Fyllitten varierer i karakter fra planskifrige varianter via partier med moderat småskala folding av skifrighetsplanene til partier hvor fyllitten er intens småskala foldet med tildels betydelig innhold av kvartslinser langs skifrigheten. Sistnevnte fyllittvariant er spesielt karakteristisk for berggrunnen på Byhaugen (profil 2750 til påhugget på Smiene, profil 4000) /ør 18. desember 2009 Side 67 av 88

69 Foto 13 Småskala foldet fyllitt, like ved påhugg sør. Schancheholen Foto 14 Fyllitt med småskala folding av skifrighetsplanene og kvartslinser langs skifrigheten. Byhaugen Skifrigheten i områdene langs traseen stryker NV-SØ med fall mot NØ varierende fra 50 til 70. Som ellers i fyllittområdet, må det påregnes at det kan påtreffes mektigere kvartsittiske benker langs traseen /ør 18. desember 2009 Side 68 av 88

70 7.4.4 Kvalitet på sprengstein Fyllitt Sprengsteinsmasser av fyllitt har dårlige mekaniske egenskaper. De kan benyttes som oppfyllingsmasser i forbindelse med utfylling i sjø, og som oppfyllingsmasser i forbindelse med veibygging, industri- og næringsområder, parkeringsplasser m.m.. Massene kan ikke benyttes i forsterkningslaget og må betraktes som en del av underbygningen. Sprengsteinsmasser av fyllitt klassifiseres normalt m.h.t. telefarlighet som T2 masser (litt telefarlig), eventuelt som T3 masser (middels telefarlig). Klassifiseringen er i.h.t. Håndbok 018 Vegbygging. Klassifisering som T2 masser forutsetter at massene blir transportert direkte fra tunnel til området hvor de skal benyttes, og at massene ikke har vært eller blir utsatt for langvarig, tyngre anleggstrafikk før videre bruk. Videre kan utlegging og komprimering medføre at masser som i utgangspunktet klassifiseres som T2 masser, havner i telefarlighetsgruppe T3. Sprengsteinsmasser av fyllitt klassifiseres normalt i bæreevnegruppe 3 dersom de m.h.t. telefarlighet klassifiseres som T2 masser. Dersom de klassifiseres som T3 masser, klassifiseres de normalt i bæreevnegruppe 5. Ved tunneldriving vil normalt ikke sprengsteinsmasser av fyllitt kunne benyttes i anleggskjørebanen. Dette medfører at eksterne sprengsteins-/pukkmasser må tilkjøres Detaljoppsprekning Sprekkeregistreringer i fyllitt i området sørvest for Byfjorden er presentert på sprekkerose i figur 27. N Steile tverrsprekker, fall NV til SØ V Ø Sprekker og stikk parallelt skifrigheten, fall NV S Figur 27 Sprekkerose fyllitt, området sørvest for Byfjorden Sprekker og stikk parallelt skifrigheten er et av to dominerende sprekkesett i fyllitten. Avstanden mellom ikke-gjennomsettende skifrighetsstikk varierer typisk mellom noen få cm og opp til 10 cm, mens avstanden mellom gjennomsettende sprekker langs skifrigheten ligger på i området 1-2 m eller mer. I områder hvor fyllitten er intens småskala foldet, er skifrighetsstikkene lite markerte. I tillegg forekommer det gjennomsettende tverrsprekkesett (strøk N-S til NØ-SV og fall typisk mot NØ eller SV) med typiske sprekkeavstander på m /ør 18. desember 2009 Side 69 av 88

71 Erfaringer fra kjerneboring i fyllitt i Stavangerområdet indikerer typiske RQD verdier på (lite til moderat oppsprukket) ved godt berg. Fyllitten spalter imidlertid lett opp langs skifrighetsplanene. RQD verdien kan derfor fort bli betydelig redusert i de svakere fyllittvariantene som typisk har høyere innhold av kloritt, glimmer og grafitt og tilsvarende lavere innhold av kvarts, uten at denne betydelige lavere RQD verdien gjenspeiler en tilsvarende reduksjon i bergmassekvalitet Svakhetssoner Beliggenhet, mektighet og orientering av svakhetssoner langs traseen fremgår av plan og lengdeprofil på geologisk tegning nr. X601. Traseen for Eiganestunnelen krysser traseen for Byhaugtunnelen. I Byhaugtunnelen er det en betongsutstøpning med lengde ca. 70 m som antas å skyldes svakhetssone S5 (kfr. tegning nr. X601). Traseen for både Byhaugtunnelen og Eiganestunnelen krysser denne svakhetssonen med liten vinkel, og dette antas å være årsaken til den betydelige lengden på utstøpningen. For øvrig er det langs traseen ikke tydelige spor i topografien som tilsier at berggrunnen gjennomsettes av større svakhetssoner. De svakhetssonene som er angitt på geologisk tegning, er svakt topografisk eksponert og er følgelig forbundet med en del usikkerheter. I tillegg vil det erfaringsmessig forekomme sleppesoner/mindre svakhetssoner langs skifrigheten i fyllitten. På kartet Topographic and magnetic lineaments with possible deep weathering zones er det vist et dypforvitringsområde i forsenkningen som ligger sørvest for traseen, mellom traseen og Lille Stokkavann. Svakhetssone S5 er antatt å ha sitt utspring fra dette området. Svakhetssonene langs traseen er nærmere beskrevet i tabell 13. Nummerering refererer til nummerering på vedlagt geologiske tegning. Tabell 13: Nærmere beskrivelse av svakhetssonene langs Eiganestunnelen Sone nr. Profil Seismisk hastighet [m/s] Antatt bredde Vinkel med tunnelaksen Løsmassetykkelse/-type Bergoverdekning Kommentar S m 75 5 m Morene S m m Morene S m m Morene S m m Morene S m m Morene 6 m Antatt svakhetssone som stryker langs den forsenkningen som kan følges fra Kannik mot Breiavatnet. Bergoverdekningen ved kryssing under Madlaveien på dette partiet vil bli liten (6 m). 28 m Antatt svakhetssone basert på lite markert topografisk eksponering. 30 m Antatt svakhetssone basert på lite markert topografisk eksponering. 22 m Svakhetssone som antas å være årsaken til utstøpningen i Byhaugtunnelen (70 m). - Svakhetssone som ligger like sørvest for tunnelpåhugget ved Smiene. Hvis påhugget blir flyttet mot sørvest, kommer tunnelen ikke i berøring med denne sonen /ør 18. desember 2009 Side 70 av 88

72 7.4.7 Påhuggsområder og dagsoner Tunnelpåhugg sør like øst for dagens E39 ved Schancheholen ligger i en skråning med et tynt, usammenhengende løsmassedekke/fjell i dagen. Boligbebyggelsen ligger m fra påhuggsområdet. Terrenget stiger mot nord. Madlaveien Gamlingen Våland Schancheholen Mosvatnet Foto 15 Påhuggsområde sør er markert Tunnelpåhugg nord ligger på Smiene, like ved det nordre påhugget for Byhaugtunnelen, langs dagens E39, kfr. foto 16. Vurderinger av påhuggsplassering er en del av arbeidene som inngår i reguleringsplanen Eiganes Nord, men en del av de bergtekniske problemstillingene gjengis under: Planlagt påhuggsplassering ligger i en fjellknaus like sørvest for dagens E39. Like etter denne fjellknausen (mellom planlagt påhuggsplassering og fjellsida der påhugget for dagens Byhaugtunnel ligger) er det en forsenkning i fjelloverflaten, hvor bergoverdekningen for en tunnel på det minste vil bli ca. 3 m ut fra de fjellkontrollboringene som er utført. Det er foreslått å utføre ytterligere fjellkontrollboringer i dette området for å verifisere beliggenheten av fjelloverflaten både langs traseen og på sidene av traseen, sistnevnte p.g.a. at fjelloverflaten også faller av mot dagens E39 (en tunnel på dette partiet vil bli liggende i en fjellrygg med liten fjelloverdekning både vertikalt og muligens også sideveis). Foto 16 Påhuggsområde nord på Smiene og tunneltraseen er vist Alternativet til å etablere tunnelpåhugg i den nevnte fjellknausen er å flytte påhugget nærmere påhugget for dagens Byhaugtunnel, slik at den nevnte forsenkningen i fjelloverflaten passeres i en åpen skjæring og ikke i tunnel. Dette medfører kortere tunnel, men lengre betongkulvert /ør 18. desember 2009 Side 71 av 88

73 Påhugget for på- og avkjøringsrampene ligger like nord for Madlaveien, i området ved dagens kryss mellom E39 og Madlaveien, kfr. foto 5. Påhugget vil ligge nær opp til boligbebyggelsen langs Schiøtz gate/kannikgata/solagata, og det vil være krevende både med hensyn til risiko for skader på nærliggende bebyggelse p.g.a. rystelser og kompliserte fundamenteringsforhold (kompressible organiske masser) og stabilitet i påhuggsområdet. Tunnelen vil like etter påhugget passere under Kannik svømmehall med en bergoverdekning på 8.5 m Bergoverdekning På strekningen fra like etter påhugget ved Schancheholen og frem til ca. profil 470 vil bergoverdekningen bli m. Fra profil 470 og frem til profil 1230 passerer tunneltraseen under Vålandsskogen og boligområdene på Våland, og bergoverdekningen vil bli m. Fra profil 1230 til profil 1370 vil bergoverdekningen bli m. Mellom profil 1370 og profil 1550 passerer traseen under Madlaveien og tilgrensede boligområder på begge sider av veien. På dette ca. 180 m lange partiet vil bergoverdekningen bli mindre enn 10 m, og på et lokalt parti 6 m. Bergoverdekningen øker deretter til m frem til profil På den resterende strekningen frem til påhugget ved Smiene vil bergoverdekningen bli m bortsett fra mellom profil 2550 og profil 2730, hvor den vil være m. Traseen passerer her under boligområdene på Eiganes og Kampen og under bolig- og friområdene på Byhaugen. Videre vil bergoverdekningen bli mindre enn 10 m den siste 100 m frem til påhugget ved Smiene. På- og avkjøringsrampene, med påhugg nord for krysset mellom E39 og Madlaveien, vil langs de første ca. 60 m få en bergoverdekning på mindre enn 10 m. På den resterende strekningen frem til sammenkoblingen med Eiganestunnelen vil bergoverdekningen bli m. Tabell 14 Bergoverdekning langs Eiganestunnelen Tunnel Lengde Bergoverdekning på land <10 m m >20 m Lengdemeter tunnel Eiganestunnelen 3.6 km 280 m 700 m 2620 m Lengde tunnel med overdekning (berg og løsmasser) mindre enn 20 m som samtidig går under områder med bebyggelse, utgjør 750 m. Grensen på 20 m overdekning kan være en hensiktsmessig grense for når sprengningsarbeidene blir særlig fordyrende på grunn av kravet til maksimalt tillatte rystelser Vannlekkasjer Ut fra de geologiske forholdene og erfaringer fra tunneldriving under tilsvarende geologiske forhold i Stavangerområdet forventes det små innlekkasjer i tunnelen Avstand til bebyggelse. Rystelsesrestriksjoner. Bygningsbesiktigelser Store deler av traseen passerer under tettbebygde boligområder. Avstanden til bebyggelsen vil variere, men det er områder hvor avstanden vil være m (i området der tunnelen passerer under Madlaveien), samt at i påhuggsområdet for på- og avkjøringsrampene ved Madlaveien vil avstanden være ned mot 5-6 m ved selve påhugget. I det etterfølgende er det presentert orienterende grenseverdier for maksimalt tillatte vibrasjoner (maksimalt tillatt vertikal svingehastighet). Grenseverdiene er fastsatt med utgangspunkt i data om grunnforholdene, type bebyggelse og kjennskap til /ør 18. desember 2009 Side 72 av 88

74 fundamenteringsforhold. Norsk Standard NS 8141 er benyttet som hjelpemiddel ved fastsettelse av grenseverdiene. Boliger fundamentert på fjell: 45 mm/s Boliger fundamentert på løsmasser langs hele traseen: 25 mm/s. Det er lagt til grunn at bygninger er fundamentert på morenemasser eller tilsvarende. Spesielle bygg: Deler av bebyggelsen på vest- og nordvestsiden av dagsonen, like ved påhugget (Schiøtz gate/kannikgata/solagata): 20 mm/s (bygningene er fundamentert på torv-/myrmasser). Øvrig bebyggelse i dette området er fundamentert på morenemasser eller på fjell. Området med myr- /torvmasser kan imidlertid strekke seg vestover langs Madlaveien, og dette må undersøkes nærmere. Kannik svømmehall: 20 mm/s (fundamentert på fjell) Eiganes kapell: 20 mm/s (fundamentert på morenemasser) Før sprengning av forskjæringer og tunneler påbegynnes, må det foretas besiktigelser av bebyggelsen langs traseen. Det anbefales å besiktige samtlige bygg som ligger i avstand 50 m til siden for traseen. I områder med kompliserte fundamenteringsforhold anbefales det å utvide denne besiktigelsessonen til 100 m. Dette kan være aktuelt fra dagsonen og vestover langs Madlaveien hvor, som nevnt over, omfanget av bebyggelse som er fundamentert på myr- /torvmasser, kan være større enn det som er nevnt over. Fundamenteringsforholdene langs traseen bør detaljvurderes ved utarbeidelse av byggeplan fordi en betydelig del av traseen har løsmassemektigheter som gjør at fundamenteringen av bygningene ligger i grenseområdet mellom løsmassefundamentert og fjellfundamentert ved fastsettelse av maksimalt tillatte rystelser ved sprengning. Videre må eventuelle bygninger med sensitivt utstyr kartlegges Naturområder sårbare for grunnvannssenkning De første m av tunnelen vil bli liggende vel 100 m øst for opprinnelig strandlinje langs Mosvatnet. Østsiden av Mosvatnet ble fylt igjen i forbindelse med bygging av dagens E39 slik at strandlinja i dag ligger m fra tunneltraseen. Tunnelen ligger med sålenivå på kote 20-25, mens vannflaten i Mosvatnet ligger på kote 37. Vanndybden i Mosvatnet er svært liten (noen få meter). Mektigheten av løsmasser på bunnen av Mosvatnet er ikke kjent. Risikoen for at tunnelen vil ha drenerende effekt på Mosvatnet vurderes som liten. Dette er basert på at det er svært gode erfaringer i Stavangerområdet m.h.t. lekkasjeproblemer under driving av tunneler i fyllitt, relativt betydelig avstand mellom Mosvatnet og tunnelen (vel 100 m fra opprinnelig strandlinje), samt at tunnelen ligger sideveis i forhold til Mosvatnet med begrenset høydeforskjell (12-17 m). Figur 28 viser et typisk tverrprofil fra Mosvatnet mot Vålandskogen der tunnelen er lagt inn. Det anbefales imidlertid gjennomført systematisk sonderboring under driving av tunnelen i dette området. Figur 28 Tverrprofil fra Våland til Mosvatnet Den nordre delen av Eiganestunnelen vil ligge med ca. 80 m avstand fra et tjern med en fredet salamanderkoloni. Tunnelsålen ligger på kote 30, mens tjernet ligger på kote 40. Risikoen for /ør 18. desember 2009 Side 73 av 88

75 M ULTIC ONSULT at tunnelen vil ha drenerende effekt på tjernet vurderes som svært liten. Figur 29 viser et tverrprofil fra Salamanderdammen til Eiganestunnelen. Figur 29 Tverrprofil fra Salamanderdammen til Eiganestunnelen Setningsømfintlige områder. Fundamenteringsforhold. Setningsnivellement Bebyggelsen langs traseen domineres av boligbebyggelse, hovedsakelig eneboligbebyggelse, samt enkelte nærings-/industribygg. Bebyggelsen er i hovedsak fundamentert på fjell eller sand-/grus-/morenemasser. Løsmassenee langs traseen er lite setningsømfintlige. Det er ikke påvist spesielt setningsømfintlige områder, bortsettt fra området som ligger i og rundt påhuggsområdet for på- og avkjøringsrampene like nord for krysset mellom E39 og Madlaveien, hvor deler av bebyggelsen er fundamentert på kompressible, organiske masser. Under utgraving og utsprengning av forskjæringenn må det iverksettes tiltak (vanntett spunt) som hindrer at grunnvannstanden blir senket. Permanent må det etableres et vanntett trau. Konsekvensene ved senket grunnvannstand vil være setningsskader på nærliggende bebyggelse.

76 8. Sikringsprognoser I det etterfølgende er det presentert prognoser for sonderboring, injeksjon, sluttlekkasjer, sprengning med reduserte salvelengder, stabilitetssikring og vann- og frostsikring. Alle mengder er pr. tunnelløp. Metodikken i Statens vegvesen ANSLAG metode er benyttet. Sannsynlig verdi er presentert i teksten. I tabellene i kapittel 8.5 er også lav verdi og høy verdi satt opp, og det er foretatt beregninger av veiet middel etter formelen som benyttes i ANSLAG: Veiet middelverdi = (lav verdi x sannsynlig verdi + høy verdi) / Arbeider foran stuff - sonderboring, injeksjon og sluttlekkasjer Sonderboring Det er forutsatt kontinuerlig sonderboring med 2-6 hull med lengder på fra 16 m til 36 m der størstedelen antas å bli utført med 24 m lange hull. Omfanget vil variere avhengig av andel tunnel under sjø, forventede svakhetssoner og områder med liten bergoverdekning. Hundvågtunnelen: 3.0 bm/m tunnel Solbakktunnelen: 4.0 bm/m tunnel Eiganestunnelen: 3.0 bm/m tunnel Injeksjon Erfaringer fra utført injeksjon i undersjøiske veitunnelprosjekter viser store variasjoner i utført injeksjon og sluttlekkasje ved åpning som vist i figur 30 og figur 31. De geologiske forholdene i Rennfasttunnelene og Finnfasttunnelen er som nevnt i kapittel 5, sammenlignbare med forholdene i Hundvågtunnelen og Solbakktunnelen. Som det fremgår av figur 30, er det svært stor variasjon i mengden utført injeksjon i Mastrafjordtunnelen og Finnfasttunnelen selv om disse geografisk ligger nær hverandre og geologisk er sammenlignbare. Dette gjenspeiler seg også i prognosene for lav, sannsynlig og høy verdi som er benyttet i ANSLAG beregningene. Erfaringene m.h.t. vannlekkasjer i forbindelse med bygging av vegtunneler i fyllitt både på land og under sjø i Stavangerområdet gode. Omfanget av injeksjon ved bygging av Eiganestunnelen forventes derfor å bli lite om det i det hele tatt vil bli nødvendig. Sannsynligheten for at det vil bli nødvendig med injeksjon der Eiganestunnelen passerer Mosvatnet vurderes som liten (kfr. kap ), men det er lagt inn en del injeksjon under høy verdi ved beregninger etter ANSLAG metodikken. Det vurderes å være størst usikkerhet til omfanget av injeksjon i gneisbergartene i Solbakktunnelen /ør 18. desember 2009 Side 75 av 88

77 Figur 30 Utført injeksjon kg pr. meter tunnel Merknad: Det er oppgitt to verdier for Atlanterhavstunnelen- én verdi der problemsona er holdt utenom (Atlanterhavs 1) og én verdi som også inkludert problemsona (Atlanterhavs 2) Figur 31 Innlekkasje ved åpning liter/min. pr. km tunnel Vardø Bjorøy Valderøy Ellingsøy Godøy Tromsøysund Oslofjord Maursund Nappstraum Kvalsund Sløverfjord Fannefjord Ibestad Frøya Byfjord Hvaler Flekkerøy Freifjord Bømlafjord Nordkapp Hitra Mastrafjord /ør 18. desember 2009 Side 76 av 88

78 Prognose: Hundvågtunnelen: Injeksjon: 15 kg/m tunnel Injeksjonsboring: bm Injeksjonstid: 215 timer Sluttlekkasje (ved åpning): 100 l/min pr. km tunnel Solbakktunnelen: Injeksjon: 40 kg/m tunnel Injeksjonsboring: bm Injeksjonstid: 875 timer Sluttlekkasje (ved åpning): 50 l/min pr. km tunnel Eiganestunnelen: Injeksjon: 6 kg/m tunnel Injeksjonsboring: bm Injeksjonstid: 60 timer Sluttlekkasje (ved åpning): 20 l/min pr. km tunnel 8.2 Sprengning med reduserte salvelengder Sprengning med reduserte salvelengder for å ivareta kravet til maksimalt tillatte vibrasjoner er ikke inkludert i prognosene. Under beskrivelsen av de enkelte tunnelene er det imidlertid i kapittelet som omhandler bergoverdekning på land angitt lengdemeter tunnel med overdekning (berg og løsmasser) mindre enn 20 m som kan være en hensiktsmessig grense for når rystelsesrestriksjoner vil fordyre sprengningsarbeidene. I det etterfølgende er omfanget av sprengning med reduserte salvelengder på grunn vanskelige bergforhold vurdert, inklusiv forsiktig sprengning av de første meterne etter påhugget. Hundvågtunnelen: Det er lagt til grunn at 50 % av total bredde av lavhastighetssonene under sjø (100 m med seismisk hastighet m/s) må sprenges med halv salvelengde. Dette utgjør 50 m. I tillegg må det påregnes at det må sprenges med halv salvelengde ved passering av enkelte svakhetssoner på land (sonene S13, S16 og S33 - total bredde 80 m, 70 % tilsvarer 56 m). Det er benyttet en såpass høy prosentandel som 70 på grunn av at bergmassekvaliteten i sonene S13 og S16 forventes å være spesielt dårlig. I tillegg må det påregnes at det må sprenges med halv salvelengde over en lengde på ca. 20 m ved passering under avløpstunnelen. Ved tunnelpåhuggene er det lagt til grunn at de første 10 m må sprenges med halv salvelengde, totalt 20 m pr. tunnelløp. Totalt er det prognosert at det må sprenges med halv salvelengde over en lengde på 146 m. Videre er det lagt til grunn at ved ca. 50 % av disse totalt 126 m med lavhastighetssoner/ svakhetssoner, samt partiet hvor avløpstunnelen krysses, må salvetverrsnittet deles i to. Dette utgjør 63 m. Ved tunnelpåhuggene er det lagt til grunn at i de første 10 m må salvetverrsnittet deles i to, totalt 20 m pr. tunnelløp. Totalt er det prognosert at det må sprenges med delt salvetverrsnitt over en lengde på 83 m. Solbakktunnelen: Det er lagt til grunn at 40 % av total bredde av lavhastighetssonene under sjø (totalt m med seismisk hastighet /s) må sprenges med halv salvelengde. Dette utgjør 440 m. I tillegg må det sprenges med halv salvelengde ved passering av enkelte soner på land, totalt 50 m (spesielt sone S40 forventes å bli krevende). Ved tunnelpåhuggene er det lagt til grunn at de første 10 m må sprenges med halv salvelengde, totalt 20 m pr. tunnelløp. Totalt er det prognosert at det må sprenges med halv salvelengde over en lengde på 510 m /ør 18. desember 2009 Side 77 av 88

79 Videre er det lagt til grunn at ved 50 % av de ovenfor prognoserte 490 m må salvetverrsnittet deles i to. Dette utgjør 245 m. Ved tunnelpåhuggene er det lagt til grunn at i de første 10 m må salvetverrsnittet deles i to, totalt 20 m pr. tunnelløp. Totalt er det prognosert at det må sprenges med halv salvelengde over en lengde på 265 m. Eiganestunnelen Omfanget av sprengning med halv salvelengde på grunn av dårlig berg forventes å bli beskjedent, totalt er det lagt til grunn 60 m. Ved tunnelpåhuggene er det lagt til grunn at de første 10 m må sprenges med halv salvelengde, totalt 20 m. Totalt er det prognosert at det må sprenges med halv salvelengde over en lengde på 80 m. Ved tunnelpåhuggene er det lagt til grunn at i de første 10 m må salvetverrsnittet deles i to, totalt 20 m pr. tunnelløp. 8.3 Stabilitetssikring Forbolter Det er lagt til grunn at forbolting utføres med 6 m lange bolter og minimum 2 m overlapp mellom hver forboltingsrunde. Videre er det lagt til grunn at det vil medgå 30 forbolter i snitt pr. forboltingsrunde (avstand mellom boltene på cm med et snitt på 40 cm). I tunnelpåhuggene er det lagt til grunn dobbel forbolting (to rader med ca. 0.5 m avstand), totalt 60 forbolter pr. påhugg. Det er også lagt til grunn at i de spesielt dårlige sonene vil avstanden mellom forboltene reduseres til 20 cm (også kalt dobbel forbolting) tilsvarende 60 forbolter pr. runde. Hundvågtunnelen: Det er lagt til grunn at 70 % av de totalt 100 m med seismisk hastighet m/s må forboltes, og at i 50 % av disse 100 m må det benyttes dobbel forbolting. Dette gir 788 forbolter. I tillegg vil det bli nødvendig med forbolting av enkelte soner på land (spesielt svakhetssone S13 og S16), totalt antatt 60 m, hvorav i 45 m må det benyttes dobbel forbolting, totalt 788 forbolter som inklusiv forbolting under sjø gir forbolter. I tillegg kommer forbolting av tunnelpåhuggene - 60 forbolter i 2 påhugg forbolter, samt 60 forbolter i hvert av påhuggene for rampene ved Gamlingen og i hvert av påhuggene for rampene på Buøy. Totalt er det prognosert en mengde på forbolter. Solbakktunnelen: Det er lagt til grunn at 70 % av sonene under sjø med seismisk hastighet m/s (1.100 m) må forboltes. Dette gir totalt 193 forboltingsrunder som med et snitt på 30 bolter pr. runde, totalt gir forbolter. I tillegg vil det bli nødvendig med forbolting av enkelte soner på land (spesielt svakhetssone S40), totalt antatt 100 m som gir ytterligere 750 forbolter. Det er videre lagt til grunn at i 20 % av sonene må det benyttes dobbel forbolting. Dette gir 1308 forbolter. I tillegg kommer forbolting av tunnelpåhuggene - 60 forbolter i 2 påhugg - totalt 120 forbolter, slik at det totalt er prognosert en mengde på forbolter. Eiganestunnelen: Omfanget av forbolting antas å bli lite, begrenset til tunnelpåhuggene, inklusiv påhuggene for rampene ved Madlaveien, og muligens noen svakhetssoner. Det er lagt til grunn 450 forbolter /ør 18. desember 2009 Side 78 av 88

80 8.3.2 Sikringsbolter Prognose: Hundvågtunnelen: 4.7 bolter pr. lm i hvert tunnelløp Solbakktunnelen: 5.0 bolter pr. lm i hvert tunnelløp Eiganestunnelen alternativ: 4.5 bolter pr. lm i hvert løp Sprøytebetong Minimum sprøytebetongtykkelse er 8 cm. Prognose: Hundvågtunnelen: mp P/lm i hvert løp Solbakktunnelen: mp P/lm i hvert løp Eiganestunnelen: mp P/lm i hvert løp Sprøytebetongbuer Hundvågtunnelen: Av total lengde på 180 m med lavhastighetssoner og markerte svakhetssoner på land er det lagt til grunn 90 m med utstøpning. Av de resterende 90 m er det forutsatt at det må etablere sprøytebetongbuer over en lengde på 60 m. Dette gir 30 buer (c/c 2.0 m mellom buene). Solbakktunnelen: Det er lagt til grunn at det i underkant av 2/3 av lavhastighetssoner (seismisk hastighet m/s) og markerte svakhetssoner på land som ikke sikres med full utstøpning, må det installeres sprøytebetongbuer. Dette tilsvarer ca. 600 m. Med en avstand mellom buene på 2 m gir dette totalt 300 buer. Eiganestunnelen: I sikringsprognosen er det tatt med 15 sprøytebetongbuer Utstøpning Hundvågtunnelen: Total bredde av lavhastighetssoner under sjø og de tre spesielt markerte svakhetssonene på land er 180 m. Det er lagt til grunn at det må utføres utstøpning over en lengde på 90 m hvorav sålen må støpes ut over en lengde på 45 m. Av de 90 m er det forutsatt at ved passering av svakhetssonen sør for Breiavatnet (sone S13) må det utføres utstøpning over en lengde på 60 m. Langs den øvrige delen av tunnelen er det forutsatt at det må utføres utstøpning i soner med seismisk hastighet < m/s. I tillegg er det lagt til grunn at det kan bli nødvendig å utføre utstøpning med vanntett støp over en lengde på 15 m ved passering under avløpstunnelen. Solbakktunnelen: Total bredde av lavhastighetssoner ( m/s) er m. Av disse har 387 m seismisk hastighet mindre enn m/s. I tillegg kommer sone S40 på land med seismisk hastighet /ør 18. desember 2009 Side 79 av 88

81 2.500 m/s og bredde 50 m. Det er prognosert en utstøpningslengde på 300 m. Av disse er det lagt til grunn at det må etableres sålestøp over en lengde på 100 m. Eiganestunnelen: Det er lagt til grunn at det kan bli nødvendig å foreta full utstøpning ved passering av sone S5 som er den sona som har medført full utstøpning i Byhaugtunnelen, totalt 50 m. 8.4 Vann- og frostsikring Erfaringer fra utførte undersjøiske tunnelprosjekter viser som nevnt i kapittel 8.1, betydelige variasjoner i innlekkasjer og utført injeksjon. Mengden vann- og frostsikring viser ikke tilsvarende variasjon på grunn av kravet om dryppfri tunnel. Figur 32 viser utført vann- og frostsikring ved en del undersjøiske veitunnelprosjekt. Figur 32 Utført vann og frostsikring kvadratmeter pr. meter tunnel Valderøy Oslofjord Tromsøysund Frøya Vardø Hitra Ellingsøy Sløverfjord Bjorøy Freifjord Kvalsund Bømlafjord Mastrafjord Byfjord Nappstraum Fannefjord Godøy Hvaler Flekkerøy Nordkapp Maursund Ibestad I etterfølgende prognose for vann- og frostsikring er det sett bort fra at i tunnelklasse E og F skal det i henhold til Håndbok vegtunneler - som et minimum benyttes gjennomgående veggelementer av betong. I Solbakktunnelen er det imidlertid søkt om fravik fra dette kravet og denne fraviksøknaden er godkjent slik at det kun er krav om veggelement i innkjøringssonene. Prognosene er basert på nødvendig omfang for å oppnå dryppfri tunnel der erfaringene fra geologisk sett sammenlignbare anlegg i området er benyttet. Hundvågtunnelen: Omfanget av vann- og frostsikring: 70 % (100% på grunn av tunnelklasse) Solbakktunnelen: Omfanget av vann- og frostsikring: 60 % Eiganestunnelen alternativ: Omfanget av vann- og frostsikring: 70 % (100 % på grunn av tunnelklasse) Tunnelklasse i Hundvågtunnelen og Eiganestunnelen medfører imidlertid at det i disse tunnelene vil det bli 100 % vann- og frostsikring /ør 18. desember 2009 Side 80 av 88

82 8.5 Sammenstilling - sikringsprognoser I tabellene er sikringsprognosene sammenstilt. Sannsynlig verdi, lav verdi og høy verdi er satt opp, og det er foretatt beregninger av veiet middel etter formelen som benyttes i ANSLAG: Veiet middelverdi = (lav verdi x sannsynlig verdi + høy verdi) / Tabell 15 Hundvågtunnelen Hundvågtunnelen Element Enhet Lav Sannsynlig Høy Veiet middel Sprengning med reduserte salvelengder m ,4 Sprengning med oppdeling av salvetverrsnittet m ,5 Spettrensk tv/salve 0,5 1 1,5 1 Sonderboring bm/m ,4 Bolter stk./m 3 4,7 6 4,5 Sprøytebetong m3/m 2 2,5 3 2,5 Forbolting stk./m 0,2 0,27 0,45 0,32 Sprøytebetongbuer stk ,1 Full utstøpning m ,9 Utstøpning av såle m Utstøpning med buet såle m ,4 Injeksjonsboring bm ,4 Injeksjonstid timer ,3 Injeksjonsmengde kg/m tunnel ,6 Sluttlekkasje l/min. pr.km ,6 Omfang vann- og frostsikring % ,9 Tabell 16 Solbakktunnelen Solbakktunnelen Element Enhet Lav Sannsynlig Høy Veiet middel Sprengning med reduserte salvelengder m ,4 Sprengning med oppdeling av salvetverrsnittet m ,0 Spettrensk tv/salve 0,5 1 1,5 1 Sonderboring bm/m ,8 Bolter stk./m ,4 Sprøytebetong m3/m 2 2,5 2,7 2,38 Forbolting stk./m 0,25 0,54 0,7 0,49 Sprøytebetongbuer stk ,8 Full utstøpning m ,3 Utstøpning av såle m Utstøpning med buet såle m ,7 Injeksjonsboring bm Injeksjonstid timer Injeksjonsmengde kg/m tunnel ,4 Sluttlekkasje l/min. pr.km ,2 Omfang vann- og frostsikring % , /ør 18. desember 2009 Side 81 av 88

83 Tabell 17 Eiganestunnelen Eiganestunnelen Element Enhet Lav Sannsynlig Høy Veiet middel Sprengning med reduserte salvelengder m ,9 Sprengning med oppdeling av salvetverrsnittet m ,8 Spettrensk tv/salve 0,5 1 1,5 1 Sonderboring bm/m 3 4,5 5,5 4,3 Bolter stk./m Sprøytebetong m3/m 2 2,5 2,7 2,38 Forbolting stk./m 0,05 0,13 0,2 0,13 Sprøytebetongbuer stk ,2 Full utstøpning m ,0 Utstøpning av såle m ,0 Utstøpning med buet såle m ,0 Injeksjonsboring bm Injeksjonstid timer ,9 Injeksjonsmengde kg/m tunnel ,5 Sluttlekkasje l/min. pr.km ,1 Omfang vann- og frostsikring % ,1 9. Krav til bergoverdekning i.h.t håndbok 021 Vegtunneler områder med fravik For undersjøiske tunneler er det i håndbok 021 Vegtunneler krav om 50 m fjelloverdekning med mindre det er særskilt godt dokumentert at forholdene er gunstige. For de undersjøiske delene av tunnelene er bergoverdekningen mindre enn 50 m i følgende områder: Hundvågtunnelen: Profil 3250, i Pyntesundet, tunnelheng kote -61.5, fjelloverflate kote - 16, bergoverdekning 45.5 m. Beskrivelse: Partiet ligger i det siste sundet før tunnelen passerer under Buøy. Fjelloverflaten ligger på kote -16. Det seismiske profilet som krysser tunneltraseen, viser ingen markerte svakhetssoner. En senkning av tunnelen på dette partiet for å oppnå 50 m bergoverdekning vil medføre større stigning mot Buøy (vil overstige 60 promille). Vurdering: Liten dybde til fjelloverflaten og ubetydelig med løsmasser i sundet medfører at det er spesielt god kontroll på beliggenheten av fjelloverflaten. Det er ikke påvist spesielt dårlige bergforhold i sundet. Krysning av sundet med 45.5 m fjelloverdekning vurderes derfor å være forbundet med liten risiko. Etterskrift: Fraviksøknaden er godkjent av Vegdirektoratet. Solbakktunnelen: Profil , ytterst på Lundsneset der tunnelen går under Kistesundet, tunnelheng kote -73 til -76, fjelloverflate kote -30, bergoverdekning m. Beskrivelse: Partiet ligger der Solbakktunnelen går under sjø i Kistesundet. Sjødybden er 0-8 m, og løsmasselaget over fjelloverflaten har en mektighet på m. Fjelloverflaten ligger på kote -30. Det seismiske profilet langs tunneltraseen på dette partiet viser en svakhetssone med seismisk hastighet m/s og bredde 40 m /ør 18. desember 2009 Side 82 av 88

84 Figur 33 Lengdeprofil Lundsneset/Kistesundet Vurdering: Seismisk hastighet på m/s indikerer at berggrunnen er av noe dårlig kvalitet, men den aktuelle sona er sannsynligvis ikke en bruddsone av spesielt dårlig bergmassekvalitet. En senkning av tunnelen på dette partiet vil få store konsekvenser for plasseringen av dagsonen på Hundvåg nord. Denne må da flyttes sørover, noe som geologisk er uproblematisk, men som i forhold til reguleringsplanmessige forhold, kan bli svært komplisert og omstridt. I tidligere benyttede dimensjoneringskurver for fastsettelse av nødvendig bergoverdekning for undersjøiske vegtunneler (som fortsatt benyttes i andre undersjøiske tunnelprosjekt), ble nødvendig bergoverdekning gitt som funksjon av dybden til fjelloverflaten (vanndybde pluss løsmassemektighet). Ved en dybde til fjelloverflaten på 30 m gir de tidligere benyttede dimensjoneringskurvene en minste bergoverdekning på 25 m. Passering av det aktuelle partiet med m bergoverdekning vurderes derfor å kunne utføres innenfor akseptabel risiko. Etterskrift: Fraviksøknaden er godkjent, I forbindelse med denne søknaden ble det utført supplerende seismiske undersøkelser i det aktuelle området. Det er utført 2 seismiske profiler langs sørgående tunnelløp (de opprinnelige seismiske undersøkelsene er lagt langs nordgående tunnelløp), ett 115 m langt profil fra strandlinja og ut i sjøen, og ett profil fra strandlinja og 115 m inn over land. Som det fremgår av figur 32-34, gir det de seismiske profilene langs nordgående tunnelløp og sørgående tunnelløp omtrent identiske resultater. Figur 34 Plan seismiske profiler Lundsneset/Kistesundet langs henholdsvis nordgående tunnelløp (med rødt) og sørgående tunnelløp (med blått) /ør 18. desember 2009 Side 83 av 88

85 M ULTICONSULT Figur 35 Seismisk profil P1/08 (langs sørgående tunnelløp) Figur 36 Seismisk profil P6/07 (langs nordgående tunnelløp)

86 10. Overdekningsforholdene langs tunneltraseene. Oppsummering På figur 37 er bergoverdekningen på utvalgte punkter langs henholdsvis Hundvågtunnelen (H1-H3)og Solbakktunnelen (S1-S6) plottet som funksjon av dybden til berg. Diagrammet som figuren tar utgangspunkt i, er utarbeidet som en del av et forskningsarbeid utført ved NTNU/SINTEF. På figuren er også minste bergoverdekning for de nærliggende tunnelene Byfjordtunnelen, Mastrafjordtunnelen og Finnøytunnelen tatt med. H2 H3 H1 S1 S2 S3 S6 S4 S5 Krav til bergoverdekning i Statens vegvesen håndbok 021: 50 m Byfjordtunnelen Finnøytunnelen Mastrafjordtunnelen H1: Hundvågtunnelen profil 2200 H2: Hundvågtunnelen profil 2847 H3: Hundvågtunnelen profil 3250 (fravik) S1: Solbakktunnelen profil 7050 (fravik) S2: Solbakktunnelen profil 7500 S3: Solbakktunnelen profil 9870 S4:Solbakktunnelen profil S5:Solbakktunnelen profil S6: Solbakktunnelen profil Figur 37 Minimum bergoverdekning h r som funksjon av dybde til berg h w+h r (sjødybde +løsmassemektighet) under sjøen for fullførte undersjøiske tunneler. De nærliggende tunnelene Byfjordtunnelen, Mastrafjordtunnelen og Finnøytunnelen er markert spesielt. Videre er utvalgte partier langs henholdsvis Hundvågtunnelen og Solbakktunnelen plottet i figuren (Referanse: Bjørn Nilsen, NTNU, Ingeniørgeologiske forhold for undersjøiske tunneler, kursdagene NTNU 2002) Stiplet strek på figuren er en empirisk grensekurve for krav til minimum bergoverdekning. Denne kurva er basert på erfaringsdata fra fullførte undersjøiske tunneler, både vegtunneler og andre tunneler. Erfaringsdataene inneholder også vegtunneler før det ble krav i Statens vegvesen håndbok 021 om 50 m bergoverdekning. Som det fremgår av teksten tidligere, ligger samtlige partier med unntak av et parti langs Hundvågtunnelen og ett parti langs Solbakktunnelen, over kravet til 50 m bergoverdekning. Fraviksøknaden på disse partiene er også godkjent. Det fremgår videre at samtlige av de utvalgte punktene ligger godt over kurva minste bergoverdekning og at de fleste punktene også ligger godt over kravet til minimum 50 m bergoverdekning /ør 18. desember 2009 Side 85 av 88

87 11. Forslag til videre grunnundersøkelser I det etterfølgende er det foreslått ytterligere grunnundersøkelser i noen områder for bedre dokumentasjon og data om de geologiske forholdene. Ingen av de foreslåtte undersøkelsene vurderes å ha betydning for vurderinger av gjennomførbarheten Hundvågtunnelen Det foreslås følgende tilleggsundersøkelser langs Hundvågtunnelen: Refraksjonsseismiske profiler på land i området profil der tunnelen passerer antatte svakhetssoner mellom Hundvågkrossen og dagsone Hundvåg nord med en bergoverdekning på 8-12 m. Området er undersøkt ved fjellkontrollboringer, kfr. vedlagte borplaner, tegningene nr. -08 og -09. Seismisk profil P1/07 viser en mektigere svakhetssone i Strømsteinsundet (sone S16), og det er antatt at denne fortsetter inn på land hvor den skjærer tunneltraseen. Det foreslås å plassere seismiske profiler på land der denne sona antas å skjære tunneltraseen. Fjellprofilet som er vist på tegning X602, er opptegnet på grunnlag av fjellkontrollboringer i dette området og viser en markert forsenkning i fjelloverflaten. I Hundvågkrossen vil tunnelen ut fra utførte fjellkontrollboringer (kfr. borplanen, tegning nr. -06) passere med ca. 15 m bergoverdekning. Det er usikkert om det går en svakhetssone i dette området, og det foreslås derfor at det plasseres refraksjonsseismiske profiler på land for å undersøke dette nærmere Solbakktunnelen Langs traseen for Solbakktunnelen foreslås det følgende supplerende undersøkelser: Grensen mellom gneis og fyllitt i tunnelnivå er noe usikker. Det foreslås at det utføres boringer fra Sandøy og fra Odda, enten kjerneboringer eller boringer med en senkborrigg. Tidligere er slike undersøkelser utført ved oppstilling av senkborrigg på Sør Hidle, og det ble påvist gneis til tunnelnivå. Ved kjerneboringer logges opptatte borkjerner, og det foretas mikroskopisk analyse av tynnslip av kjernene. Ved senkboring foretas det mikroskopisk analyse av borkaks. Omtrent 50 % av traseen i Horgefjorden er dekket av refraksjonsseismikk. Det foreligger relativt omfattende akustiske data fra Horgefjorden, og disse viser at bergoverdekningen er betydelig, fra 100 m til over 200 m. Figur 38 viser resultatene fra de akustiske undersøkelsene i Horgefjorden. Kart i full målestokk er lagt ved i vedlegg 3. Det foreslås at det utføres refraksjonsseismikk langs de delene av Horgefjorden som ikke er dekket av refraksjonsseismikk. o profil o profil o profil o profil Samtidig med disse undersøkelsene plasseres det noen refraksjonsseismiske tverrprofiler i tidligere undersøkte områder /ør 18. desember 2009 Side 86 av 88

88 Sør Hidle Odda Figur 38 Blå tall angir løsmassemektighet, kfr. vedlegg 3 for kart i full målestokk Hele traseen langs Hidlefjorden er dekket av refraksjonsseismikk. Det foreslås imidlertid at det samtidig med at det utføres refraksjonsseismikk i Horgefjorden, plasseres noen refraksjonsseismiske tverrprofiler i området profil for å sjekke nærmere eventuelle svakhetssoner parallelt med traseen. I den midtre og østre delen av Hidlefjorden er det skutt flere tverrprofiler. Det er foretatt fjellkontrollboringer på strekningen fra tunnelen går under land på Tau og mot påhuggsområdet på Solbakk, i et område med større løsmassemektigheter. Det er videre skutt 2 seismiske profiler. På denne strekningen er det typisk en løsmassemektighet på m. Bergoverdekningen langs tunnelen vil bli m. Løsmassene på denne strekningen antas å bestå av morenemasser, noe de seismiske undersøkelsene også indikerer. Det anbefales at det i tillegg utføres enkelte totalsonderinger og prøveopptak i utvalgte punker for nærmere undersøkelse av løsmassenes geotekniske egenskaper med etterfølgende vurderinger av risikoen for setningsskader på overliggende bebyggelse, en risiko som i utgangspunktet vurderes som liten. Videre foretas det samtidig supplerende fjellkontrollboringer for ytterligere dokumentasjon av fjelloverflatens beliggenhet Eiganestunnelen Det foreslås å utføre ytterligere grunnboringer i dagsonen mellom dagens E39 og bebyggelsen øst for traseen utenfor nordre påhugg på Smiene for å verifisere eldre undersøkelser. Hensikten med undersøkelsene er å kartlegge løsmassenes geotekniske egenskaper spesielt med tanke på setningsproblematikken og hvilke tiltak som må påregnes under utgraving. Det er utført fjellkontrollboringer i påhuggsområde nord på Smiene (kfr. borplan nr. -05). Disse boringene har verifisert at tunnelpåhugg lar seg etablere. Det er foreslått fortetting av borplanen langs traseen og ytterligere borpunkter på tvers av påhuggsområdet /ør 18. desember 2009 Side 87 av 88