Geoteknisk vurdering av alternative tilkomstveger TILGJENGELIGHET Åpen

Transkript

1 NOTAT OPPDRAG E 39 Haugsværdalen DOKUMENTKODE RIG-NOT-001 EMNE TILGJENGELIGHET Åpen OPPDRAGSGIVER Statens vegvesen Region vest OPPDRAGSLEDER Runar Tyssebotn KONTAKTPERSON Hege Løtveit SAKSBEH Michael Fuglestrand Myhrvold KOPI Per Ivar Tautra (BKK Nett AS) Sveinung Toft (Masfjorden kommune) ANSVARLIG ENHET 2212 Bergen Geoteknikk SAMMENDRAG Multiconsult er engasjert av Statens vegvesen i samarbeid med BKK Nett AS og Masfjorden kommune for å utføre geoteknisk prosjektering/rådgivning i forbindelse med valg av tilkomstvei til planlagt industriområde ved Haugsværvatnet i Masfjorden kommune. Foreliggende notat tar for seg geotekniske problemstillinger som vurderes så langt at det danner grunnlag for valg av alternativ tilkomstvei til industriområde. Det er også tatt med innledende masse- og stabilitetsberegninger for vegfylling i Haugsværvatnet. 1 Innledning Multiconsult er engasjert av Statens vegvesen i samarbeid med BKK Nett AS og Masfjorden kommune for å utføre geoteknisk prosjektering/rådgivning i forbindelse med valg av tilkomstvei til planlagt industriområde ved Haugsværvatnet i Masfjorden kommune. Det er foreslått to alternative traseer for tilkomstvei, en på østsiden av Haugsværvatnet og en på vestsiden. Foreliggende notat presenterer vurdering av begge de alternative tilkomstvegene og skal gi grunnlag for endelig valg av trase for tilkomstvei. 2 Lokalitet Området ligger i Haugsværdalen vest for E39 på strekningen mellom Matre og Haugsvær i Masfjorden kommune. Haugsværvatnet er avgrenset av nevnte E39 mot øst, Nonklettfjellet i vest, bensinstasjonen AutoMeca i nord og et eksisterende deponiområde i sør. Informasjon fra kartverket ( og antyder at vannet har en gjennomsnittlig vannstand som ligger på kote 152 med registrerte midlere variasjoner på ± 0,5 m ( Klar for utsendelse Michael F. Myhrvold Runar Tyssebotn Runar Tyssebotn REV. DATO BESKRIVELSE UTARBEIDET AV KONTROLLERT AV GODKJENT AV MULTICONSULT Nesttunbrekka Nesttun Tlf NO MVA

2 E 39 Haugsværdalen Ca. plassering veg nordøst for Haugsværvatnet N Ca. plassering veg sørvest for Haugsværvatnet Figur 1: Flyfoto Figur 2: Løsmassekart, NGU Figur 3: Bergrunnskart, NGU Kvartærgeologisk kart ( viser at hovedbergarten i området er diorittisk til granittisk gneis og løsmasseforholdene langs Haugsværvatnet som varierende. Nord for Haugsværvatnet blir løsmassene beskrevet som et usammenhengende eller tynt dekke av morenemateriale (grønt). Videre sør går massene tettest på vannet over til skredmasser (rødt) og elve- og bekkeavsetninger (gult). Utover dette blir terrenget i området beskrevet som bart fjell med stedvis tynt løsmassedekke. 3 Tidligere grunnundersøkelser Det er tidligere utført grunnundersøkelser for deponiområdet sørøst for Haugsværvatnet, presentert i rapport RIG-RAP-001, Haugsværdalen områdeplan, datert 16. oktober Kort oppsummert er grunnforholdene beskrevet som følger: Grunnforholdene består hovedsakelig av et topplag med antatt torv hvor dybden varierer fra 0,1 2,5 m. Videre antas sand, grus og stein som i øverste sjikt kan være humusholdig. Torvdybden er RIG-NOT november 2014 / Revisjon 00 Side 2 av 7

3 økende fra den sørøstlige enden på Haugsværvatnet og videre mot planlagt område for transformatorstasjon. Fra rapport RIG-RAP-002, datert 17. oktober 2014, blir grunnforholdene i Haugsværvatnet i sammendraget beskrevet på følgende måte: Grunnforholdene i vannet består hovedsakelig av et topplag med antatt organisk materiale hvor mektigheten varierer fra 2,0 14,0 m. De øverste meterne er dy som går over til noe omvandlet torv (H5/6). Det er uklart akkurat hvor overgangen mellom dy og torv går, men laboratorieundersøkelsene antyder dy ned til en dybde på minst 4,0 m. Det er registrert enkelte stein, blokker og trerester i de organiske massene. Videre følger et lag med antatt sand, grus og stein med enkelte innslag av blokker før antatt berg påtreffes. Tykkelsen varierer fra 2,0 til minst 8,0 m. Det er også registrert silt i overgangen mellom torv og de faste massene, men det er vanskelig å si om en slik siltovergang er lokalt opptredende eller gjeldende for hele området. Silten er humusholdig. Det er også blitt utført grunnundersøkelser på vestre side av Haugsværvatnet hvor rapport RIG-RAP-003, datert 26. september, der grunnforholdene er oppsummert på følgende måte: Grunnforholdene består hovedsakelig av et topplag med antatt torv hvor dybden varierer fra 0,1 2,5 m, men også berg i dagen. Videre antas sand, grus og stein som i øverste sjikt kan være humusholdig. Torvdybden er økende fra den sørøstlige enden på Haugsværvatnet og videre mot planlagt område for transformatorstasjon. 4 Adkomstveg på nordøstsiden av Haugsværvatnet Det er registrert til dels mye organisk materiale i form av dy og torv i vatnet, og disse må fjernes for å unngå store setninger. 4.1 Mudring Å fjerne massene ved mudring vil være svært problematisk fordi det vil medføre store mengder mudringsmasser og dermed behov for store og deponi. Muligheter for et egnet deponi finnes så vidt vi vet ikke i nærheten. Dessuten ville en løsning med mudring før utfylling medføre høye kostnader. Vi fraråder derfor metoden. 4.2 Massefortrengning En mulig løsning ved utfylling vil være å fylle ut med fortrengning. Også denne metoden vil medføre utfordringer i og med at lagene av dy og torv er opp til 14 m. For å få til en fortrengning må det påregnes at det legges ut overhøyde på fyllingen og sprengning i fyllingsfront. Selv om dette gjøres kan det antas at noe av de organiske massene blir liggende igjen under eller i fyllingen Metodikk Vi viser generelt til ref. /2/ Statens vegvesens håndbok V221 kapittel vedr. fylling ved fortrengning/sprengning. Sprengning må utføres både for å sikre fortrengning og for å sikre skråningsstabilitet/komprimering. Entreprenøren må utarbeide detaljerte planer for sprengning for hvert trinn/fase. Dette må også inkludere HMS-rutiner og sikkerjobbanalyser for alle operasjoner. Prinsippet ved denne metoden er at bløte masser masseutskiftes med steinmasser ved fortrengning. For å sikre nødvendig fortrengning utføres systematisk sprengning ved fyllingsfoten. Metoden krever dokumentasjon av oppnådd fortrengning, noe som er svært vanskelig, men det kan baseres på detaljert bunnkartlegging og volumberegninger før og etter sprengning. Det er som nevnt til dels stor mektighet av masser som skal fortrenges og dette medfører usikkerhet på om tilstrekkelig fortrengning oppnås. Det må derfor regnes med at noe torv/dy blir liggende igjen under RIG-NOT november 2014 / Revisjon 00 Side 3 av 7

4 den tilførte sprengsteinen, noe som kan gi langvarige setninger som følge av både konsolidering og nedbrytning av organiske masser. Ettersom torv og dy er svært kompressible materialer vil de økte påkjenningene kunne gi store setninger som kan bli opptil halve tykkelsen av det resterende torv/dy-laget. Faren for at det skal bli liggende igjen dy eller torv under fyllingen er størst i ytre del av fyllingen, og dette behøver derfor ikke påvirke setningsforholdene for planlagt vegen i nevneverdig grad Stabilitet av fylling På grunnlag av utførte grunnundersøkelser er det utarbeidet et jordprofil for det aktuelle området, her gitt med geometri fra profil O-O, se vedlegg 5. Det er to lag med ulike jordarter i tillegg til fyllingsmassene. På bakgrunn av utførte grunnundersøkelser og empiriske verdier fra /1/ Håndbok V220, har vi valgt karakteristiske parametere gjengitt i Tabell 1. Det er i denne omgang bare sett på langtidsstabiliteten av den planlagte fyllingen. Tabell 1: Karakteristiske geotekniske parametere brukt i stabilitetsberegningene Lag Tyngdetetthet, Friksjonsvinkel Attraksjon γ/γ [kn/m 3 ] ϕ k a [kn/m 2 ] Fyllmasser 19/ Torv/Dy 11/ Sand, grus og stein 18/ Forutsetninger Konsekvensklasse CC2: Middels stor konsekvens i form av tap av menneskeliv, betydelige økonomiske, sosiale eller miljømessige konsekvenser ref. /4/. Bruddmekanisme: Seigt brudd, effektivspenningsanalyse Pålitelighetsklasse 2: Grunn- og fundamenteringsarbeider og undergrunnsanlegg ved enkle og oversiktlige grunnforhold ref. /4/. Geoteknisk kategori 2: Omfatter konvensjonelle typer konstruksjoner og fundamenter uten unormale risikoer eller vanskelige grunn- og belastningsforhold og hvor prosjekteringen baseres på kvantitative geotekniske data og analyser og rutinemessige prosedyrer som sikrer at grunnleggende krav blir oppfylt ref. /5/. Krav til partialfaktor for stabilitetsberegningene er i henhold til Figur 0.3 i /1/ Håndbok V220 satt til 1,3 for konsekvensklasse "CC2 Alvorlig konsekvens" og bruddmekanisme "Seigt, dilatant brudd". Vannstandsnivået er satt til kote 152 etter informasjon fra kartverket og NVE og det er i denne omgang ikke tatt hensyn til øvre og nedre vannstandsverdier for Haugsværvatnet. Det er valgt å bruke en jevnt fordelt vertikallast på 13 kpa på flatene som representerer planlagt vei i stabilitetsprofilet. Som lastfaktor har vi benyttet γ Q,i =1,3 i samsvar med /1/ Håndbok V220. Resultat De foreløpige stabilitetsresultatene viser en minste sikkerhet mot utglidning =1.3 i langtidstilstanden. Det er dermed innenfor kravet til 1.3 gitt i Håndbok V220. Det bør derimot tas forbehold om at sikkerheten kan forverres ved endring av fyllingsgeometri, grunnvannsstand, laster etc. Foreliggende stabilitetsberegninger er i første omgang ment som en indikasjon på at foreslått fyllingsgeometri har tilstrekkelig sikkerhet mot utglidning. Se for øvrig vedlegg 7 for illustrasjon av kritiske skjærflater ved effektivspenningsanalyse RIG-NOT november 2014 / Revisjon 00 Side 4 av 7

5 4.2.3 Mengder Basert på antatt fyllingsgeometri gitt i vedlegg 1 til 5 er det gjort et grovt estimat på hvor mye fyllmasser som vil kunne gå med mellom veiprofil 400 og profil 640, se RIG-TEG-G2. Det er antatt at fyllmassene legges ut til en endelig helning på 1:1,5 fra topp fylling til bunnen av vannet påtreffes, og deretter har vi forutsatt helning på 1:1 til faste masser påtreffes. Estimatet er beregnet på grunnlag av teoretisk fortrengning av alle de bløte humusholdige massene, men det er som nevnt sannsynlig at en del av torv/dy-massene ikke vil kunne fortrenges der mektigheten er størst. Det vil være en fare for at det går brudd i de bløte massene som medfører at en del steinmasser føres utover i vatnet. Disse forholdene medfører at massebehovet er usikkert. Det er også lagt opp til veifylling videre fra veiprofil 640 til eksisterende, foreløpige adkomstvei til industriområdet, noe som gir ytterligere massebehov, se RIG-TEG-G2. Med utgangspunkt i snittarealer av fyllingsgeometri i tverrprofilene og målte avstander mellom nevnte profiler er det følgende massebehov beregnet: Tabell 2: Masseberegning for østre vegalternativ Profil Fyllingsareal i Mellom Snittareal mellom Avstand mellom Estimert tverrprofil profil Tverrprofil Profilene volum Nr. A [m 2 ] A [m 2 ] [m] [m 3 ] K-K 18 K-L L-L 139 L-M M-M 171 M-N N-N 155 N-O O-O 195 O-P P-P Av masseberegningen ser en at totale mengder er beregnet til am 3. Det er blitt stilt spørsmål til bruk av overskuddsmasser fra skjæringen ved planlagt veikryss som fyllingsmateriale. Basert på totalsonderingene i området antas massene å bestå av sand, grus og stein. Disse massene frarådes til å bruke ved utfylling i Haugsværvatnet, men kan brukes over vannivå. Denne delen av fyllingen må i så fall legges ut til slutt, etter at all fortrengning er ferdigstilt. Ettersom prøvetaking ble avsluttet i øvre del av løsmassene ved planlagt skjæring, er resultatet ikke nødvendigvis representativt for løsmassene ved større dybder. Prøvetakingen viser at materialet består av grusig sand, men det bør tas høyde for et økende finstoffinnhold med økende løsmassedybde. Hvis dette er tilfelle, vil materialer med høyt finstoffinnhold være mindre egnet som fyllmasser. Denne typen materiale vil være ømfintlig for vann, og utlegging i perioder med nedbør vil være problematisk anleggsteknisk. Det er også mulighet for at massene kan være telefarlige om finstoffinnholdet stedvis er høyere enn utført prøvetaking viser. Det anbefales i utgangspunktet at en ikke bruker overskuddsmassene fra planlagt skjæring veifylling. Det er likevel en mulighet å undersøke massene underveis i arbeidet med skjæringen, og om finstoffinnholdet i de dypereliggende massene viser seg å være akseptable, vil de trolig kunne brukes i planlagt fylling som beskrevet over RIG-NOT november 2014 / Revisjon 00 Side 5 av 7

6 4.3 Miljøkrav Multiconsult har utført undersøkelser av forurensningssituasjonen i sedimentene 1 og av vannkvaliteten 2 i deler av Haugsværvatnet. Undersøkelsene har påvist forurensning både i vannet og sedimentene. Utfylling i vannet krever tillatelse fra Fylkesmannen i Hordaland. Søknad om utfylling må inneholde en beskrivelse av utførte undersøkelser, resultatene av disse, beskrivelser av planlagt arbeid med en risikovurdering og beskrivelse av eventuelle tiltak for å hindre spredning av partikler (forurensede og rene). Rapporter fra utførte undersøkelser kan benyttes i/vedlegges søknaden. 4.4 Videre geoteknisk arbeid/gjennomføring Som grunnlag for utførelsen må det utarbeides detaljerte fyllingsplaner og arbeidsbeskrivelser for de enkelte fyllingstrinn. Det må videre søkes til Fylkesmannen i Hordaland om tillatelse til utfylling i vann med forurenset grunn om dette veialternativet velges. Det må utarbeides kontrollplan med krav til dokumentasjon under utførelsen. Omfang og type kontroll avhenger av valgt utførelse. 5 Adkomstveg på sørvestsiden av Haugsværvatnet For denne traseen, se flyfoto i figur 1, må det etableres bro nord for Haugsværvatnet i forbindelse med den alternative tilkomstvegen på sørvestre side av vannet. Det ble foretatt sonderinger i området som viste faste masser og/eller berg i dagens terrengnivå. Avhengig av hvilke høyder veilinjen blir lagt på, kan det bli aktuelt med sprengning for deler av vegen. Grunnundersøkelsene på sørvestsiden av Haugsværvatnet avdekket i hovedsak et tynt lag med torv over antatt faste masser og berg. Sør for vannet ble det registrert større mektighet på torvmassene i nærheten av eksisterende massedeponi. 5.1 Metode ved bygging av veg Ved bygging av veg anbefales det å renske torvassene ned til faste masser eller berg i planlagt veg. Valg av høydenivå på planlagt vei vil bestemme om det blir behov for sprengning av berg og hvor omfattende dette blir. Høydenivå og detaljert plassering av vegen i planet vil også bestemme om fylling må legges ut i deler av Haugsværvatnet, og i så fall hvor mye fyllmasser det er behov for. Om deler av veifylling legges ut i vannet vil enkelte miljøkrav som beskrevet under kapittel 4.3 bli aktuelle også her. Masser fra skjæringen som Statens vegvesen planlegger øst for AutoMeca i nord kan egne seg i nedre del av fyllingen. Dette må vurderes nærmere når en får bedre oversikt og massenes geotekniske egenskaper. 5.2 Skredsikring Ved etablering av vegen sørøst for vannet vil den bli liggende rasutsatt til. Tiltak må derfor utføres for å sikre vegen. I den sammenheng kan det være aktuelt å bygge en rasvoll vest for vegen. Dette tiltaket må prosjekteres spesielt og må ses i sammenheng med vurderinger av skredfare i det 1 Multiconsult-notat (under utarbeidelse) 2 Multiconsult-notat nr RIGm-NOT-001. BKK Haugsværsdalen. Miljøvurdering av vasskvalitet og naturtilhøve. Datert 12. desember RIG-NOT november 2014 / Revisjon 00 Side 6 av 7

7 aktuelle området. Hvis det ikke foreligger en skredfarevurdering av aktuelt område vil det være behov for dette i forkant av endelig prosjektering. Det må også tas hensyn til eksisterende høyspentlinje i område når eventuell rasvoll prosjekteres. 6 SHA i prosjektering Utfylling ved fortrengning er en metode forbundet med høy risiko med tanke på stabilitet under utfylling. Det må derfor utarbeides detaljerte beskrivelser for å ivareta sikkerheten under arbeidene. Av risikable situasjoner kan nevnes arbeider ute på en labil fyllingskant og operasjoner rundt håndtering og bruk av sprengstoff. For arbeider for vegalternativet sørvest for Haugsværvatnet er det spesielt risiko rundt rasfare og høyspentlinje som må ivaretas på en tilfredsstillende måte. Det forutsettes at entreprenøren lager Sikker jobbanalyse (SJA) for sine arbeider i tillegg til han må arbeide innenfor eget internkontrollsystem. 7 Referanser /1/ Statens vegvesen (2014). Håndbok V220. Geoteknikk i vegbygging. Juni /2/ Statens vegvesen (2014). Håndbok V220. Grunnforsterkning, fyllinger og skråninger. Juni /3/ Novapoint GeoSuite Toolbox: Stability, version 5.0. /4/ Norsk standard (2008) Eurocode: Grunnlag for prosjektering av konstruksjoner. NS-EN :2002+NA:2008. Standard Norge. /5/ Norsk standard (2008) Eurocode 7: Geoteknisk prosjektering. Del 1: Allmenne regler. NS-EN :2004+NA:2008. Standard Norge. 8 Tegninger G2 Borplan 9 Vedlegg Vedlegg 1 Profil K-K med planlagt fylling Vedlegg 2 Profil L-L med planlagt fylling Vedlegg 3 Vedlegg 4 Vedlegg 5 Vedlegg 6 Vedlegg 7 Profil M-M med planlagt fylling Profil N-N med planlagt fylling Profil O-O med planlagt fylling Profil P-P med planlagt fylling Stabilitetsberegninger Profil O-O, effektivspenningsbasis RIG-NOT november 2014 / Revisjon 00 Side 7 av 7