Statens vegvesen. Ev 39 Tunnel Jektevik-Børtveit. Geologisk vurdering av tunnel for mulig strossing.

Transkript

1 Statens vegvesen Notat Til: Fra: Kopi: Magne Heggland Ragnhild Øvrevik Saksbehandler/innvalgsnr: Ragnhild Øvrevik Vår dato: Vår referanse: 2006/ Ev 39 Tunnel Jektevik-Børtveit. Geologisk vurdering av tunnel for mulig strossing. På oppdrag fra Magne Heggland, Haugaland/Sunnhordland distrikt, ble det foretatt befaring på E39 Jektevik - Børtveit i Steinanestunnelen. Med på befaringen var Magne Heggland, Elisabeth Sørensen og Ragnhild Øvrevik, alle fra Statens vegvesen. Situasjon Det er planlagt å etablere G/S-veg gjennom Steinanestunnelen, på fjordsiden. For å få plass til denne er det nødvendig å gjøre tiltak i tunnelen. Geologisk bistand ble bestilt for å vurdere om det er mulig og strosse tunnelen, eller om denne må sprenges ned. Tunnelen er kledd med vann- og frostsikring. Med unntak av et par partier inne i tunnelen, hvor det var skade på vann- og frostsikringen, er vurderingen av bergmassen basert på fjellet i påhuggsområdene. Steinanestunnelen er drevet i en skifrig grønnstein. Bergarten er lagdelt med sprekkeorientering og tilnærmet steilt fall (Figur 1). Det er også observert, men ikke målt strøk/fall, et sekundært sprekkesett. Dette ser imidlertid ut til å ha strøk på rundt 105 og fall på rund Tunnelen går stort sett i dagfjell, noe som resulterer i en del vannsig inn i tunnelen. På vinteren er det en del isdannelse i tunnelen. Det er i dette notatet vurdert tre mulige løsninger: 1. Tunnelen strosses mot øst for etablering av G/S-veg. 2. Tunnelen strosses mot vest, vegen flyttes vestover og G/S-veg etableres i østsiden. 3. Nedsprengning av tunnel. Postadresse Telefon: Kontoradresse Fakturaadresse Statens vegvesen Telefaks: Lagårdsveien 80 Statens vegvesen Region vest firmapost-vest@vegvesen.no 4011 STAVANGER Regnskap Askedalen 4 Båtsfjordveien Leikanger Org.nr: VADSØ Telefon: Telefaks:

2 2 Vurdering En kartlegging av Q-verdi i påhuggsområdene indikerer en Q-verdi på rundt 5. Bergmassen i påhuggsområdene kan dermed karakteriseres som middels god. Det er viktig å merke seg at sikringsomfanget generelt vil øke ved en økning av spennvidde/høyde på tunnelen. Ved en eventuell strossing av tunnelen er det viktig at buevirkningen opprettholdes. Slik fjellet er orientert vil en utflatning av hengen føre til at fjellet mister innspenningen, noe som igjen kan føre til utfall og ras. Det anbefales at strossing utføres som en sidestross, se prinsippskisse i Figur 3. Ved strossing må det også tas hensyn til type vann- og frostsikring, og om tilleggs utvidelse er nødvendig for å få plass til denne. Steinanestunnelen går gjennom en knaus med avtagende overdekning mot fjorden på østsiden og økende overdekning mot vest. Rett over senterlinje på tunnelen er overdekningen varierende. Overdekningen ser ut til å være minst i den sørlige delen av tunnelen, med et markert søkk i terrenget ca. 40 meter inn i tunnelen. Dette ser ut til å ha tilnærmet samme strøk som bergmassen i påhuggsområdene. Det er viktig og merke seg at overdekningen som er skissert (Figur 4) ikke tar hensyn til løsmassetykkelse. Denne ser imidlertid ikke ut til å være så stor, men tykkelsen ser større ut i det markerte søkket. Det kan derfor være grunn til å tro at fjelloverdekningen i dette området er noe mindre enn det ser ut som i Figur 4. Fra lineamentstolkning, Figur 2, ser det også ut at det er et søkk over den nordre delen av tunnelen. Hvordan disse søkkene vil vise seg i tunnelen er vanskelig å si, men søkkene kan være svakere soner i bergmassen. Forslag 1: Strossing mot øst Dersom strossing skal gjøres på østsiden av tunnelen må overdekningen og sidedekningen til tunnelen kartlegges nærmere. Det anbefales da at det foretas en profilering av terrenget over tunnelen. Profileringen bør resultere i 1-2 lengdeprofil av tunnelen der overdekningen vises. I tillegg bør det lages ca. 10 tverrprofil. Forslag 2: Strossing mot vest Et annet alternativ vil være å først strosse vestsiden av tunnelen, og deretter flytte eksisterende veg noe vestover slik at G/S-veg blir liggende på fjordsiden. Overdekningen er noe bedre på vestsiden av tunnelen, særlig i den sørlige delen, se figur 4. Sidedekningen er imidlertid mye bedre, slik at innspenningen på fjellet blir bedre og risikoen for utfall reduseres, Figur 5. Sprengningsteknisk vil det nok også være enklere å strosse i vestsiden. Dette kan resultere i en bedre framdrift enn ved strossing i østside. Avhengig av linjevalget for vegen vil forskjæringene inn mot tunnelen måtte utvides. Det anbefales at det før oppstart av strossing skjæres hull i eksisterende vann- og frostsikring i en stripe på 2 meter fra vegbanen gjennom hele tunnelen. Dette for å kontrollere om fjellkvaliteten er tilnærmet lik gjennom hele tunnelen. I begge tilfeller av strossing (østside eller vestside) vil det mest sannsynlig være behov for sikring foran stuff i form av forbolting. Sikringsomfang (senteravstand og plassering i profil) vil variere med overdekning og kvaliteten på bergmassen. Det må også påregnes forbolting ved etablering av påhuggene.

3 3 Sikring på stuff bør gjøres i form av fiberarmert sprøytebetong og systematisk bolting, anslagsvis 8 cm sprøytebetong. Sikringsmengde og antall bolter bør imidlertid vurderes nærmere etter sprengning. Det anbefales at det benyttes bolter som gir øyeblikkelig sikringseffekt, for eksempel CT-bolter. Et anslag for nødvendig sikringsmengde basert på tidligere erfaringer er satt opp i Tabell 1. I forbindelse med strossing under det markerte søkket ca. 40 meter inne i tunnelen (fra sør) kan det bli behov for tung sikring med armerte sprøytebetongbuer, i tillegg til forbolting. Dette må imidlertid vurderes nærmere når bergmassen er avdekket. Det kan også bli behov for armerte sprøytebetongbuer i andre svakere partier av tunnelen, og kanskje særlig i hvert påhugg. Dette vil imidlertid avhenge av kvaliteten på bergmassen. I forhold til eventuelle fjellskjæringer vil hovedsprekkeorienteringen stå tilnærmet vinkelrett på skjæringen på nordsiden av tunnelen. Det sekundære sprekkesettet vil krysse skjæringen tilnærmet parallelt, og ha fall inn mot vegen. På sørsiden vil hovedsprekkeretningen krysse skjæringen med en vinkel som er tilnærmet lik 135. Det sekundære sprekkesettet vil krysse skjæringen med en vinkel på tilnærmet 15. Det bør påregnes noe sikring i fjellskjæringene. Omfanget og type sikring avhenger av det sprengningsarbeidet som blir utført, oppsprekkingsgraden på fjellet, og om det er mye vann til stede i skjæringene. Dersom det er mye vann i skjæringene kan det være fare for iskjøving. Det kan da være aktuelt å sikre med bolter og nett montert som issikringsnett. Det anbefales imidlertid at omfanget av sikringen bestemmes etter at skjæringene er ferdig sprengt. Forslag 3: Nedsprengning av tunnel Et siste alternativ vil være å sprenge ned hele tunnelen. Dette vil resultere fjellskjæringer med høyde opp mot 22 meter på vestsiden og 19 meter på østsiden. Det er kjent at det i dagens tunnel er en del innlekkasje av vann som skaper isproblemer om vinteren. Sprenges tunnelen ned vil vannet mest sannsynlig komme til ut i den vestlige fjellskjæringen. Sikring med bolter og nett montert som issikringsnett må påregnes, i tillegg til sikringen av skjæringen. Et annet alternativ er å dimensjonere ekstra brede grøfter for å ta opp eventuelt nedfall av is. Kravet til grøftebredde er gitt i håndbok 018. Konklusjon Det anbefales at det strosses i vestsiden av tunnelen. Her er sidedekningen bedre, noe som vil gi en bedre innspenning på fjellet. Framdriftsmessig vil det mest sannsynlig gå raskere å strosse i vestsiden av tunnelen. Før strossingen kan begynne er det viktig at bergmassekvaliteten gjennom hele tunnelen kartlegges.

4 Figur 1: Strøk og fall i påhuggsområdene 4

5 Figur 2: Lineamentstolkning 5

6 6 Figur 3: Prinsippskisse for strossing Tabell 1: Anslått sikringsmengde i Steinanestunnelen, lengde 118 meter. Sikringstype Mengde Merknad Sikringsbolter 470 stk 3-4 meter, CT-bolt eller tilsvarende Fiberarmert sprøytebetong 120 m 3 Minimum 8 cm tykkelse Forbolter 60 stk 6 meter, Ø25 mm c/c 0,5-0,7 m. Forboltene forankres ved hjelp av fjellbånd og bolter. Armerte sprøytebetongbuer 4 stk

7 7 Overdekning (m) Overdekning i meter 0=Senter heng Profil langs tunnel Over senter heng Over venstre vederlag Over høyre vederlag Figur 4: Overdekning - basert på terrengkart fra GISLINE og profilering av tunnel utført , se vedlegg Figur 5: Tunnel sett fra sør, stigende terreng mot vest

8 1 vedlegg 8