Statens vegvesen. Fv 42 Bjørkåstunnelen. Ingeniørgeologisk kartlegging i forskjæringer, Revisjon

Transkript

1 Statens vegvesen Notat Til: Fra: Kopi: Astrid Veronica Rydland Vegteknisk seksjon/ressursavdelingen Saksbehandler/innvalgsnr: Morten Christiansen - <tomt> Vår dato: Vår referanse: 2013/ Fv 42 Bjørkåstunnelen. Ingeniørgeologisk kartlegging i forskjæringer, Revisjon Innledning Det er gjennomført befaring for kartlegging av ingeniørgeologiske forhold i tilknytning til forskjæringer for ny Bjørkåstunnel. Befaring ble gjennomført den 21. mai Deltakerne på befaringen var Jone Strømsvåg og Morten Christiansen fra Vegteknisk seksjon, Ressursavdelingen Region sør. Dette notatet er utarbeidet i forbindelse med konkurransegrunnlag for bygging av ny Bjørkåstunnel. Plassering/lokalisering er vist på oversiktskart i vedlegg 1. Geoteknisk kategori På grunn av god bergmassekvalitet og oversiktlige forhold (god tilgang til blotninger langs eksisterende veg, Fv 42) er det valgt geoteknisk kategori 2 iht EC-7, se vedlegg 2 for kvittering for utført kontroll. Postadresse Telefon: Kontoradresse Fakturaadresse Statens vegvesen Telefaks: Langsævn 4 Statens vegvesen Region sør firmapost-sor@vegvesen.no 4846 ARENDAL Landsdekkende regnskap Postboks 723 Stoa 4808 Arendal Org.nr: Vadsø Telefon: Telefaks:

2 2 Forskjæring syd Generelt Vedlegg 3 (Tegning E 101) viser detaljert tegning av forskjæring og påhugg S. Det er foretatt registreringer i terrenget over skjæringstoppen samt i eksisterende skjæringer langs Fv 42. Maksimal høyde på prosjekterte skjæringene er ca. 19m ved påhugg pel ca Høyden på skjæringen er > 10 m over vegnivå mellom ca. pel , dvs. over en strekning på ca. 73 m. Prosjektert vegnivå er ca. kote m (lengdefall mot syd). Ingeniørgeologiske registreringer Terrenget langs traktorvegen over prosjektert skjæringstopp er dekket av løsmasser og vegetasjon med enkeltblotninger eksponert. Blotningene er glattskurte, avrundede sva, i likhet med svabergene på nedsiden av dagens Fv 42 ned mot Sirdalsvannet. Topografien i Eikeliområdet er hellende mot sydvest. Stigningen øker mot øst med høyeste topper på ca. 265 m («Rompen» i øst). Bergmassen i området består av lys, granittisk gneis, stedvis med øyestrukturer. Bergarten har en tydelig foliasjon orientert ca. 006/74, men ingen tydelig oppsprekking langs denne. Figur 1 viser registrerte sprekkeretninger målt langs vegen, se også Figur 2. I tillegg er det registrert noe sub-horisontal oppsprekking som ikke er innmålt.

3 3 Figur 1: Pol-/konsentrasjonsplott og sprekkerose for forskjæring syd. Linjen gjennom sentrum viser hovedtrenden i retningen på skjæringen.

4 4 Figur 2: Bilde tatt i langs Fv 42 retning mot N ved avkjørsel til traktorveg. Det er registrert noe vannsig i massene langs traktorvegen, men skjæringene langs dagens Fv 42 er relativt tørre. Det er ikke registrert større svakhetssoner av betydning for stabiliteten av prosjektert forskjæring. På utsiden av betongfenderen langs dagens Fv 42, mellom ca. pel er det installert et antall vertikale kamstålbolter, se Figur 3. Hensikten med disse er å sikre instabil fjellblokk som danner fundamentet for vegen. Blokka er sikret med flere bunter av 3 stk Ø32 kamstål av ukjent lengde som er gyst inn i rør. Røret skulle hindre at gysemassen går ut i antatt åpen sleppe under vegnivå. Orientering og mektighet av denne sleppa er forsøkt undersøkt ved totalsondering. Totalsonderingene har ikke gitt klart svar på mekanismen som gir opphav til instabiliteten.

5 5 Figur 3: Antatt instabil bergblokk sikret med stag, se klamme på bilde. Forskjæring og portalområde ligger innenfor aktsomhetsområde for steinsprang og snøskred, kfr. Figur. Det ble registrert enkelte større blokker i lia langs traktorvegen over skjæringstoppen. Disse var mosegrodde og delvis dekket av vegetasjon, og det ble ikke registrert tydelige tegn til ferske blokker. Det er ikke registrert skredhendelser på strekningen iht. NVDB.

6 6 Figur 4: Utklipp fra Pil indikerer ca. påhuggsområde. Ca. plassering forskjæring indikert med rød stiplet strek. Ingeniørgeologiske tolkninger, vurderinger og anbefalinger Det er trolig tynn løsmasseoverdekning over skjæringstopp, og sannsynligvis kan løsmassene etableres over skjæringstoppen (innenfor beltet på 2-3m som renskes til fjell) på normalt stabil jordskjæringsvinkel 1:1,5. Prosesserte orienteringsdata er vist i Figur 5. Bergmassen later til å være gjennomsatt av to hovedsprekkeretninger.

7 7 Figur 5: Tolkede hovedsprekkeretninger i bergmassen ved forskjæring S. Linje gjennom sentrum indikerer skjæringens hovedtrend. Sprekkesett 1: 295/84. Sprekkene er plane til bølgete og ru med stor innbyrdes avstand, opp mot ca. 10 m. Lite eller ingen sprekkefylling er registrert med unntak av 1 leirfylt sprekk (mektighet ca. 1 cm på leirfylling). Sprekkesett 2: 181/61. Sprekkene er bølgete og ru med innbyrdes avstand ca. 0,5-1 m. Lite eller ingen sprekkefylling registrert. Disse sprekkene er overflateparallelle og tolkes som avlastningssprekker (eksfoliasjon), da sprekketettheten er størst nærmest terrengoverflaten. Basert på dette antar vi at dominerende bruddmekanisme i skjæringen vil være plan glidning på sprekkesett 2 avløst av sprekkesett 1 og fri flate (ny skjæringsvegg). Vi antar i hovedsak behov for bolting som stabiliserende tiltak etter utsprengning. Det antas behov for i størrelsesorden 1 bolt pr 10 m 2 skjæringsflate. På grunn av blokkstørrelse antar vi at hovedtyngden av boltene vil ligge på 3-6 m lengde Ø20 Ø25 mm, fullt innstøpte. Vi regner med størst behov for bolter nærmest skjæringstoppen på grunn av skivedannelsen/avlastningssprekkene. Bolter anvises av geolog på stedet etter sprengning og rensk. I tillegg kan det bli behov for noe bånd og eventuelt nett. Vi vurderer sannsynligheten for ras/skred fra ovenforliggende terreng som liten da det ikke er kjente eller synlige snøskredløp i området, og blokkene som er registrert i terrenget over skjæringstoppen virker gamle/mosegrodde. Det ligger godt til rette for å montere fanggjerde over skjæringstoppen, alternativt forlengning av portalstøp, hvis dette likevel skulle vise seg å være nødvendig. Forholdene omkring eksisterende stagsikring på utsiden av vegen er uklare, da vi ikke kan konkludere med hensyn til bruddmekanisme. En mulig modell er at det begrodde området på

8 8 utsiden av vegen representerer utgående av en sleppe med mulig forløp omtrent som illustrert på Figur 6. På bakgrunn av oppsprekkingen i dagens skjæring virker det sannsynlig at denne sleppa i tilfelle har fall utover mot Sirdalsvannet, men konklusjonen er ikke entydig og klar. En mulig måte å bli sikrere på dette på er å bore min. 3 vertikale kjerneborhull i vegbanen for å triangulere orienteringen av sleppe/sone. Alternativt kan man ta utgangspunkt i Figur 6 som «worst case»-modell og montere stag fra utsiden og innover for permanent sikring. Figur 6: Mulig modell for instabil, sikret bergblokk under vegnivå. Sprengningsteknisk anbefaler vi at det benyttes normal kontursprengning (slettsprengning) med hullavstand 0,7 m i kontur. Det anbefales at maksimal pallhøyde settes til 10 m for best mulig resultat i skjæringen. Dette vil i så fall føre til at skjæringens utgående kommer ca. 1 m lengre inn enn vist på tegning E101 pga. ansett for nederste pallnivå. På grunn av trafikkavvikling på eksisterende Fv 42 i anleggsperioden må det påregnes små salver der utkastet styres mest mulig parallelt med vegen, mot syd.

9 9 Forskjæring nord Generelt Vedlegg 4 (Tegning E 102) viser detaljert tegning av forskjæring og påhugg N. Det er foretatt registreringer i terrenget langs driftsvegen samt i eksisterende skjæring langs Fv 42. Maksimal høyde på prosjektert forskjæring er ca. 24 m ved påhugget, ca. pel Høyden på forskjæringen er > 10 m over vegnivå mellom ca. pel , dvs. over en strekning på ca. 135 m. Prosjektert vegnivå er ca. kote (lengdefall mot nord). Ingeniørgeologiske registreringer Terrenget mellom driftsvegen og topp dagens skjæring er delvis løsmassedekket, med bratt skråning mot høyereliggende terreng. Nærmest dagens Fv 42 kan man se blankskurte sva med nesten ingen løsmasseoverdekning, se Figur 7. Løsmassemektigheten for øvrig er ikke kjent, og det er ikke utført boringer eller andre grunnundersøkelser. Driftsvegen later til å være etablert delvis på fylling og delvis ved graving i skråningen innenfor. Figur 7: Dagens skjæring langs Fv 42. Bilde tatt mot nord, retning Tonstad.

10 10 Innerst på driftsvegen er det registrert noe urmasser med til dels grov stein. Det ble ikke registrert åpenbart friske/nye blokker nederst i ura. Ett sted ble det registrert en større steinblokk i driftsvegen som kan skrive seg fra et steinsprang av nyere dato. Bergmassene i skjæring langs dagens Fv 42 består av lys, granittisk gneis, stedvis med øyestrukturer, tilsvarende som i sydenden. Det er ikke registrert svakhetssoner av betydning for stabiliteten i prosjektert forskjæring. Målte sprekkeretninger er vist i Figur 8. Det er registrert noe vann/fukt i eksisterende skjæring fra påhugg for dagens Bjørkåstunnel og ca. 50 m nordover. Området ligger innenfor aktsomhetsområde for steinsprang og snøskred, kfr.figur 9. Det er ikke registrert skredhendelser på strekningen iht. NVDB.

11 11 Figur 8: Pol-/konsentrasjonsplott og sprekkerose, registrerte sprekkeretninger ved forskjæring nord. Linjen gjennom sentrum viser forskjæringens hovedtrend.

12 12 Figur 9: Utklipp fra Rød pil viser ca. påhuggsplassering, stiplet rød linje viser ca. plassering av forskjæring. Ingeniørgeologiske tolkninger, vurderinger og anbefalinger Løsmassemektighetene over skjæringstoppen er trolig beskjedne, men det kan bli aktuelt med stabilisering av foten på en eventuell jordskjæring innenfor skjæringstoppen i form av en betong- eller tørrmur. På denne måten vil heller ikke stabiliteten av eksisterende driftsveg bli påvirket av inngrepet. Påhuggsområdet befinner seg i såpass stor avstand fra de registrerte urmassene at det er lite trolig at disse vil bli påvirket av anleggsarbeidene. Det er likevel fornuftig å foreta inspeksjon av ura med jevne mellomrom under arbeidets gang. Bergmassen later til å være gjennomsatt av to hovedsprekkeretninger.

13 13 Figur 10: Tolkede sprekkeretninger/hovedsprekkesett ved forskjæring N. Linjen gjennom sentrum viser forskjæringens hovedtrend. Sprekkesett 1: 108/75. Sprekkene er plane og ru med innbyrdes avstand varierende mellom 5 10 m. Ingen registrert sprekkefylling. Sprekkesett 2: 185/46. Sprekkene er bølgete og ru med innbyrdes avstand ca. 0,3 1 m. Ingen registrert sprekkefylling. Sprekkene er overflateparallelle og tolkes som avlastningssprekker (eksfoliasjon). Tilsvarende som for sydlige forskjæring later sprekketettheten å være størst nærmest overflaten. Basert på dette vurderer vi det slik at dominerende bruddmekanisme i skjæringen vil være plan glidning på sprekkesett 2 avløst av sprekkesett 1 og fri flate (ny skjæringsvegg). Vi antar i hovedsak behov for bolting som stabiliserende tiltak etter utsprengning. Det antas behov for i størrelsesorden 1 bolt pr 10 m 2 skjæringsflate. På grunn av blokkstørrelse antar vi at hovedtyngden av boltene vil ligge på 3-6 m lengde Ø20 Ø25 mm, fullt innstøpte. Vi regner med størst behov for bolter nærmest skjæringstoppen på grunn av skivedannelsen/avlastningssprekkene. Bolter anvises av geolog på stedet etter sprengning og rensk. I tillegg kan det bli behov for noe bånd og eventuelt nett. I og med at det er litt vått i skjæringen langs dagens Fv 42 antar vi et visst behov for isnett. Vi vurderer sannsynligheten for ras/skred fra ovenforliggende terreng som liten da det ikke er kjente eller synlige snøskredløp i området, og blokkene som er registrert i terrenget over skjæringstoppen virker gamle/mosegrodde. Ett unntak er imidlertid en tilsynelatende frisk blokk i traktorvegen. Vi antar ut fra dette at skredfrekvensen er lav, og at det i utgangspunktet ikke er behov for sikring mot ras/skred fra ovenforliggende terreng. Det ligger imidlertid godt til rette for å montere fanggjerde over skjæringstoppen/langs driftsvegen hvis dette likevel

14 14 skulle vise seg å være nødvendig. Det er også mulig å forlenge portalkonstruksjonen ved behov. Sprengningsteknisk anbefaler vi at det benyttes normal kontursprengning (slettsprengning) med hullavstand 0,7 m i kontur. Vi anbefaler i denne sammenhengen at man skyter ut hele skjæringen i full høyde (uten inndeling i pallnivå) for å unngå at prosjektert utgående av skjæringstopp trekkes ytterligere inn i skråningen. Dette medfører imidlertid strengere krav til oppfølging av bore- og sprengningsarbeidene for å sikre nøyaktig boring og unngå boravvik etc. med påfølgende dårlig resultat i ferdig skjæringsvegg. På grunn av trafikkavvikling på eksisterende Fv 42 i anleggsperioden må det påregnes små salver der utkastet styres mest mulig parallelt med vegen, mot nord. Vurdering av strekningsrisiko for skred på veg Nylig ble det publisert et NA-rundskriv 2014/08 «Retningslinjer for risikoakseptkriterier for skred på veg». Dette avsnittet omfatter en vurdering av strekningsrisiko for nordre og søndre forskjæringsområde i henhold til nevnte NA-rundskriv. ÅDT for strekningen er 600 (2013). Prognosert trafikk i 2034 er 900, dvs. Konsekvensklasse C. På bakgrunn av registreringer i felt samt ingen registrerte skredhendelser på strekningen(e) iht. NVDB vurderes skredfrekvensen som lav. Det tas utgangspunkt i en konservativt anslått frekvens F>1/100, dvs. sannsynlighetsklasse V. På bakgrunn av dette plotter tiltaket innenfor akseptabel strekningsrisiko iht. risikomatrisen, se Figur 11.

15 15 Figur 11: Risikovurdering av skred langs forskjæringsstrekningene (fra NA-rundskriv 2014/08). 4 vedlegg

16 Y Y X X X X X X Y Y Fv 42 Bjørkåstunnelen Forskjæringer Vedlegg Målestokk 1:50000 Statens vegvesen

17 Geologisk rapport nr GEOTEKNISK KATEGORI/KONSEKVENSKLASSE Geoteknisk kategori Konsekvens-/ pålitelighetsklasse Konsekvensklasse Geoteknisk kategori 1 CC1/RC1 CC1 Geoteknisk kategori 2 CC2/RC2 CC2 Geoteknisk kategori 3 CC3/RC3 ev RC4 CC3 Beskrivelse Iiten konsekvens i form av tap av menneskeliv, og små eller uvesentlige økonomiske, sosiale eller miljømessige konsekvenser Middels stor konsekvens i form av tap av menneskeliv, betydelige økonomiske, sosiale eller miljømessige konsekvenser Stor konsekvens i form av tap av menneskeliv, eller svært store økonomiske, sosiale eller miljømessige konsekvenser Geoteknisk prosjekterende Oppdragsgiver Kategori/konsekvensklasse er fastsatt av Enhet/navn Signatur Dato 26070/morchr /Astrid Rydland Kommentarer til valg av geoteknisk kategori/konsekvensklasse (pålitelighetsklasse) Godt oversiktlige geologiske forhold i eksisterende skjæringer langs dagens Fv 42. PROSJEKTKONTROLL Grunnleggende kontroll Enhet/Navn Signatur Dato 26070/morchr Kollegakontroll 26070/Jone Strømsvåg Utvidet kontroll Uavhengig kontroll Godkjent 26070/morchr Kontrollform Prosjektering Utførelse Kontrollklasse Grunnleggende utvidet systematisk Uavh. eller Intern Kollegakontroll Basis Uavhengig kontroll kontroll kontroll kontroll kontroll B (begrenset) kreves kreves ikke kreves ikke kreves kreves ikke kreves ikke N (normal) kreves kreves kreves ikke kreves kreves kreves ikke U (utvidet) kreves kreves kreves kreves kreves kreves Region sør- Ressursavdelingen - Vegteknisk Side 2

18

19