Bergsikringsbolter Planlegging og utførelse i tunnel. Sjefingeniør Arild Neby Statens vegvesen, Vegdirektoratet

Transkript

1 Bergsikringsbolter Planlegging og utførelse i tunnel Sjefingeniør Arild Neby Statens vegvesen, Vegdirektoratet

2 Planlegging av boltesikring Bergmasseklasse Bergforhold Q-verdi (1) Sikringsklasse Permanent sikring A/B C D E F G Lite oppsprukket bergmasse Midlere sprekkeavstand > 1 m Q = Moderat oppsprukket bergmasse Midlere sprekkeavstand 0,3 1 m Q = 4 10 Tett oppsprukket bergmasse eller lagdelt skifrig bergmasse Midlere sprekkeavstand < 0,3 m. Q = 1 4 Svært dårlig bergmasse Q = 0,1 1 Ekstremt dårlig bergmasse Q = 0,01 0,1 Eksepsjonelt dårlig bergmasse, stort sett løsmasse Q < 0,01 Sikringsklasse I - Spredt bolting - Sprøytebetong B35 E700, tykkelse 80 mm, ned til maks 2 m over såle Sikringsklasse II - Systematisk bolting (c/c 2 m), endeforankrede, forspente, gyste - Sprøytebetong B35 E700, tykkelse 80 mm, sprøytes ned til såle Sikringsklasse III - Sprøytebetong B35 E1000, tykkelse 100 mm eller mer - Systematisk bolting (c/c 1,5 m), endeforankrede, endeforankrede som gyses i ettertid. eller gyste Sikringsklasse IV - Forbolting ved Q < 0,2, ø25 mm, maks c/c 300 mm - Sprøytebetong B35 E1000, tykkelse 150 mm - Systematisk bolting, c/c 1,5 m, gyste - Armerte sprøytebetongbuer ved Q < 0,2, buedimensjon E30/6 ø20 mm, c/c 2 3 m, buene boltes systematisk c. 1,5 m, lengde 3 4 m - Sålestøp vurderes Sikringsklasse V - Forbolting, c/c mm, ø32 mm eller stag (selvborende) - Sprøytebetong B35 E1000, tykkelse mm - Systematisk bolting, c/c 1,0 1,5 m, gyste - Armerte sprøytebetongbuer, buedimensjon D60/6+4, ø20 mm, c/c 1,5 2 m, buene boltes systematisk c. 1,0 m, lengde 3 6 m - Armert sålestøp, pilhøyde min. 10 % av tunnelbredden Sikringsklasse VI - Driving og permanent sikring dimensjoneres spesielt (1) Q-verdiene er gitt for uniaxial compressive strength, UCS = 100 MPa (2) For krav til materialer, metoder og løsninger henvises til Teknologirapport nr. 2538: Arbeider foran stuff og stabilitetssikring i vegtunneler.

3 Planlegging av boltesikring Kommentarer til tabell 7.1: Ved driving inn mot svakhetssoner etableres en undersøkelses- og sikringssone minimum 15 m foran svakhetssonen. Her startes sonderboring, forbolting og eventuell injeksjon. Q-verdi i dagen, brukt til planlegging av mengde og type av sikring, er forskjellig fra Q-verdier funnet på sprengt flate Salvestørrelse bør vurderes i forhold til bergmasseforhold og spennvidde. Salvelengden bør reduseres minst fra og med sikringsklasse IV Bolter til permanent sikring skal normalt være omsluttet av betong og gyst med godkjent boltemørtel, for lengst mulig levetid Endeforankret bolt til permanent sikring skal være limt og ikke mekanisk forankret. Gitterbuer kan benyttes i stedet for dobbeltarmerte buer i sikringsklasse V. For sikring av soner med svelleleire, se betongutstøping (punkt 7.3.3). Sikringsopplegg i bergmasse med store deformasjoner på grunn av sprak eller tyteberg skal dimensjoneres spesielt. Ved bergtrykksproblemer brukes limte endeforankrede bolter (polyester). I sikringsklasse I kan behovet for systematisk bruk av sprøytebetong vurderes. 7.1 Etablering av forskjæring og påhugg Der det sprenges to tunnelløp, skal minste avstand mellom teoretiske sprengningsprofil være 10 m. Unntatt fra dette er områdene nær påhuggene, hvor avstanden kan reduseres og vurderes spesielt ut fra stabilitetsforhold, omfang av forskjæringsarbeidene og estetikk.

4 Spennvidde for nesten alle tunneler i vegtunneler i Norge Sikringsklasse VI - Driving og permanent sikring dimensjoneres spesielt. Sikringsklasse II - Systematisk bolting (c/c 2 m), endeforankrete, forspente, gyste - Sprøytebetong B35 E700, tykkelse 80 mm, sprøytes ned til såle Sikringsklasse I - Spredt bolting - Sprøytebetong B35 E700 tykkelse 80 mm, ned til 2 m over såle Sikringsklasse V - Forbolting, c/c mm, ø32 mm eller stag (selvborende). - Sprøytebetong B35 E1000, tykkelse mm. - Systematisk bolting, c/c 1,0 1,5 m, gyste. - Armerte sprøytebetongbuer, buedimensjon D60/6+4, ø20 mm, c/c 1,5 2 m, buene boltes systematisk, c. 1,0 m, lengde 3 6 m. - Armert sålestøp, pilhøyde min. 10 % av tunnelbredden. Sikringsklasse IV - Forbolting ved Q < 0,2, ø25 mm, maks. c/c 300 mm - Sprøytebetong B35 E1000, tykkelse 150 mm. - Systematisk bolting, c/c 1,5 m, gyste - Armerte sprøytebetongbuer ved Q < 0,2, buedimensjon E30/6 ø20 mm, c/c 2 3 m, buene boltes systematisk, c. 1,5 m, lengde 3 4 m. - Sålestøp vurderes Sikringsklasse III - Sprøytebetong B35 E1000, tykkelse 100 mm eller mer. - Systematisk bolting (c/c 1,5 m), endeforankrete, endeforankrete som gyses i ettertid, eller gyste

5 Bolteavstgand i sprøytet område (m) Planlegging av boltesikring SVV HB 021 Q-syst. 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 Frøyatunnelen Svartdalstunnelen Tåsentunnelen Nationaltheatret Stasjon T-baneringen Gudvangen-Bakka Lærdalstunnelen 0,5 Lærdalstunnelen nær ras 0 0,001 0,01 0, Bergmassekvalitet Q

6 Tykkelse av sprøytebetong Sfr (cm) Planlegging av boltesikring Tykkelse av fiber armert sprøytebeton, Sfr The Frøyatunnel Svartdalstunnelen, Oslo Tåsentunnelen, Oslo National Theater Station, Span 22m T-baneringen, Oslo Subway the Gudvangen-Bakka Tunnel The Lærdalstunnel Q-syst The Lærdalstunnel - near cave in 0,001 0,01 0, Bergmassekvalitet Q HB 021

7 Prosjektspesifikke sikringsklasser Spennvidde for nesten alle tunneler i vegtunneler i Norge Sikringsklasse VI Sikringsklasse V Sikringsklasse IV Sikringsklasse III Sikringsklasse II Sikringsklasse I

8 Prosjektspesifikke sikringsklasser

9 Prosjektspesifikke sikringsklasser

10 Prosjektspesifikke sikringsklasser

11 Kontrakt

12 Kontrakt

13 Uttrekkskapasitet Krav til anker: Kapasitet i anker skal være bedre enn bruddstyrke i bolt Utførelse iht. leverandørs anvisning skal sikre dette og er også kontraktens krav. Andre kontraktskrav: Boltdiameter: ø25 mm B500NC Levert anker fra Pretec: Ø25 mm B500NC: Hulldimensjon: ø29mm ø34 mm Polyesterpatron: ø28 mm, l=372 mm Utført anker fra VD: Ø25 mm B500NC: Rettkappet ende Hulldimensjon: ø48mm Polyesterpatron: ø38 mm, l=520 mm

14 Uttrekkskapasitet Andre Pretec ankere: B500NC ø20 M20 sikringsbolt B500NC ø20 M20 sikringsbolt m/stor blandefjør B500NC ø25 M24 veggbolt B500NC ø32 M33 veggbolt B500NC ø25 M24 sikringsbolt 8.8C ø20 M20 sikringsbolt m/liten blandefjør 8.8C ø20 M20 sikringsbolt m/stor blandefjør 8.8C ø24 M24 takbolt m/liten blandefjør

15 Andre polyesterleverandørers anvisning for anker: Vik/Ørsta Galvano Uttrekkskapasitet Borløsning: Sandvik

16 Polyesterforankrede bolter Feilkilder For langt borhull Stor borhullsdiameter i forhold til bolt/patron Kald polyesterpatron Varm polyesterpatron (feil lagring T>25 C) Polyesterpatron settes inn feil vei i borhullet Polyesterpatron rives i stykker av stålfiber, skarp kant på innføringsmedium (bolteende) eller kanter ii borhullsvegg Bolt presses gjennom polyesterpatron før rotasjon For mye rotasjon For lite rotasjon Feil rotasjonsretning Resultat Redusert forankringslengde Ufullstendig blanding, redusert forankringslengde Herdingen forlenges og en tidlig forspenning kan redusere forankringsstyrken Redusert holdbarhet. Ukontrollerbar herdetid. Redusert funksjon. Fastlåsing i stuket posisjon. Mister full effekt av patron. Ufullstendig blanding. Redusert mengde blandet lim. Polyesteren renner ut langs bolten Ufullstendig blanding (svak eller ingen herding) Nedfall, separasjon, oppriving. Skjelldannelse i polyesteren etter at den har begynt å stivne Ufullstendig blanding (svak eller ingen herding) Blandefjør tvinnes av bolt

17 Polyesterforankrede bolter Feilkilder For langt borhull Stor borhullsdiameter i forhold til bolt/patron Kald polyesterpatron Varm polyesterpatron (feil lagring T>25 C) Polyesterpatron settes inn feil vei i borhullet Polyesterpatron rives i stykker av stålfiber, skarp kant på innføringsmedium (bolteende) eller kanter ii borhullsvegg Bolt presses gjennom polyesterpatron før rotasjon For mye rotasjon For lite rotasjon Feil rotasjonsretning Resultat Redusert forankringslengde Ufullstendig blanding, redusert forankringslengde Herdingen forlenges og en tidlig forspenning kan redusere forankringsstyrken Redusert holdbarhet. Ukontrollerbar herdetid. Redusert funksjon. Fastlåsing i stuket posisjon. Mister full effekt av patron. Ufullstendig blanding. Redusert mengde blandet lim. Polyesteren renner ut langs bolten Ufullstendig blanding (svak eller ingen herding) Nedfall, separasjon, oppriving. Skjelldannelse i polyesteren etter at den har begynt å stivne Ufullstendig blanding (svak eller ingen herding) Blandefjør tvinnes av bolt

18 Polyesterforankrede bolter

19 Polyesterforankrede bolter

20

21 Takk for oppmerksomheten!