INGENIØRGEOLOGI Berget som byggemateriale -hva må til?
Hanne Wiig Ingeniørgeolog BaneNOR Marcus Fritzøe Lawton Ingeniørgeolog BaneNOR Helene K Andersen Ingeniørgeolog BaneNOR
Temaer Innføring i geologi og ingeniørgeologi Planlegging Metoder for tunneldriving Oppfølging og sikring av tunnel Skjæringer Uheldige situasjoner
I jernbanesammenheng benyttes berget som byggemateriale: fundamentering skjæringer tunneler støttemurer bruer forsterkningslag ballastpukk
Geologi Læra om jorda, dens opprinnelse, utvikling og sammensetning
Bergarter Bergarter blir klassifisert ut fra bl.a.: dannelsesmåte opptreden mineralsammensetning Hovedinndeling etter dannelsesmåte: Magmatiske bergarter Sedimentære bergarter Metamorfe bergarter
Magmatiske bergarter Størkningsbergarter Granitt, rombeporfyr, kimberlitt, larvikitt.
Sedimentære bergarter Avsetningsbergarter Sandstein, konglomerat, kalkstein og leirskifer
Metamorfe bergarter Omdannede bergarter Gneis, marmor, skifer
Berggrunnen i Norge
Ingeniørgeologi Anvendt geologi i forbindelse med bygningsmessige arbeider.
En ingeniørgeolog jobber aktivt med: Trasévurderinger for tunneler og fjellskjæringer Vurdering av bergressurser og kvalitetskontroll av ballastpukk Oppfølging i byggeperioden Rassikring Drift og vedlikehold
For å benytte berget som byggemateriale må ingeniørgeologen ha kjennskap til: Bergartene og dannelsen Sprekker og sprekkemateriale Forkastninger Svakhetssoner Løsmasser, i berget og over en trasè Grunnvann
Bergmasse - Sprekker Riss, stikk, sprekker og tynne slepper gjennomsetter alle bergmasser Tredimensjonal betraktning ved sikring (spennvidde, sprekkeavstand, sprekkeretninger)
Bergspenninger Topografisk betingede gravitasjonsspenninger Tektoniske spenninger Residual spenninger (rest)
Svakhetssoner / Sprekkesoner / Knusningssoner Sleppematerialet kan påvirke skjærfastheten «smører» sprekkeplanet, evt presser ut. Vanlige mineraler: Inaktive (eks. kaolitt) Løselige (karbonater) Svelleleire/smektitt (f.eks montmorillonitt
Planlegging Gjennomgang av eksisterende materiale; kartgrunnlag, boringer, flyfoto Grunnundersøkelser Kjerneboringer Seismikk Feltundersøkelser Lage ingeniørgeologisk rapport til anbudsgrunnlag
Kilde: www.ngu.no Kjerneboring
Tunneler
Jernbanetunneler Ca. 680 jernbanetunneler i Norge (ca. 50 stk over 1000 m) De 3 lengste Romeriksporten 14 580 m (1999) Lieråsen 10 723 m (1973) Finsetunnelen 10 300 m (1993) Holmestrandsporten 12 300 m (ferdig 2016) Follobanen 20 km (planlagt ferdig 2021) Gravehalsen 5 311 m (1908) (Bergensbanen) Japan Sui-kan ca. 54 km (1988) England-Frankrike, Eurotunnel ca. 50 km (1994) Sveits Gotthard Base er nå verdens lengste etter at den åpnet i 2016, 57 km
Eldre vs. nyere tunneler Enkeltsportunnel på Bergensbanen Dobbeltspor Bærumstunnelen
Drivemetoder Konvensjonell driving (boring & sprenging) Fullprofilboring TBM (Tunnel Boring Machine) Bergbryting Roadheader
Tunnelbegrep
Fullprofilboring - TBM (Tunnel Boring Machine) Borhodet roterer samtidig som kutterene presses mot stuffen med stor kraft Inndriften er geologisk betinget. Kan være billigere og tidsbesparende ved lange tunneler Slipper sprengningsrystelser Får jevn kontur mindre sikring
Geologisk kartlegging foran TBM
Konvensjonell driving
Drill & Splitt Borer flere hull - Opp i mot 656 hull på et 80m2 profil Avstand mellom hull ca. 0,4m Kutt bores ut som en slisse Boreplan for splitting Boreplan for sprengning
Ferdig boret salve klart for splitting.
Superwedge
Oppfølging Byggherrens halvtime: Geologisk kartlegging Bestemme sikringsomfang for permanentsikring
Geologisk kartlegging Papirformat Digitalt format
Stabilitetssikring Ved valg av sikringsmetode vektlegges følgende, iht. teknisk regelverk: bergets egenskaper lekkasjeforhold, frostmengde metode for vann- og frostsikring trafikkmengde og toghastighet krav til vedlikehold
Stabilitetssikring Sikringsopplegg tunnel Standard sikring Bolter Sprøytebetong m/u fiber Tung sikring Forbolting (spiling) Sprøytebetongbuer Full utstøpning
Forinjeksjon Borer en skjerm rundt hele tunnelprofilet foran stuff Pumper inn en sementbasert injeksjonsmasse for å tette sprekkene i berget Forhindrer innlekkasje av vann i tunnelen og minsker dermed faren for grunnvannssenkninger
Systematisk injeksjon
Skjæringer Fare for ras og blokknedfall Sikringstyper: Bolter Fjellanker/stag Nett Sprøytebetong Fangvoll Bjelkestengsel Av de totalt 4 114 km bane finnes et ukjent antall km som har sprengte eller naturlige fjellskjæringer /skrenter
Skjæringer langs jernbanesporet
Saget skjæring LS-04 Sandvika
Kompleksitet under bygging
Påhugg sør, Jarlsbergtunnelen Bjelkestengsel Bolter + nett Fangvoll
Andre arbeidsoppgaver
Hendelser ingeniørgeologen prøver å forhindre, eller rydder opp i
Injeksjonsutgang til en gate over tunnelen.
Derfor trenger vi ingeniørgeologer Hanekleivtunnelen, 2006
Takk for oppmerksomheten!