Numerisk modellering av støp bak stuff på E16 Wøyen - Bjørum

Like dokumenter
Modellering av tunnelsnitt for strekningen Ulven-Sinsen

Utprøving av TunnDoc i Grønliatunnelen

Mål. Ikke ras på stuff. Ikke behov for rehabilitering av bergsikring

Armerte sprøytebetongbuer Bakgrunn og dimensjonering

Tilstandskontroll av sprøytebetong

Moderne vegtunneler. Bergsikringsstrategien baseres på. Håndbok 021/ Teknologirapport 2538

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

Mengderapportering vinteren 2009/2010

LETTBETONG I TUNNELHVELV Varmemotstand og varmekonduktivitet Lettbetongelementer - Væretunnelen

Rullebrettanleggene i Drammen

E18 Høvik - Frydenhaug Erfaringsrapport fra permanent spunt uten puter

Ingeniørgeologisk analyse av deformasjoner og stabilitetsforhold i Holmestrand Jernbanestasjon

Geologiske forhold og bolting

REDUKSJON AV JORDTRYKK MED MYKT MATERIALE OG JORDARMERING

LETTBETONG I TUNNELHVELV Brannprøving Lettbetongelementer - Væretunnelen

Ingeniørgeologi. Berget som byggemateriell hva må til? Foto: Hilde Lillejord

HVA FINNES OG HVA BLIR BRUKT?

Kort om RMi (rock mass index) systemet

Prosjektering av trekonstruksjoner Trykk vinkelrett på fiberretning, en anbefaling

Bergmekaniske prinsipper / undersøkelse- og målemetoder. Charlie C. Li Institutt for geologi og bergteknikk, NTNU

Vann- og frostsikring i tunneler Temperaturmålinger Lettbetonghvelv - Væretunnelen

Geologiske forundersøkelser.

Metodikk og dokumentasjon ut fra Eurocode 7

Konkurransegrunnlag Del B kravspesifikasjon. KJERNEBORINGER Rv.557 RINGVEG VEST, BERGEN

Anvendt bergmekanikk 9-10 januar 2018

Teknologidagene 2015 Norsk tunnelteknologi et rent ingeniørgeologisk domene? Gjøvik Olympiske anlegg - Fjellhallen

Fedafjord bru - rapport fra kabelutstøping av hengestenger

Etatsprogrammet Moderne vegtunneler

GJELDENDE REGELVERK: - Bergsikring - Vann- og frostsikring

Bergsikringsstrategi, møte 6. feb Høringskommentarer til hb 021 og rapport nr Mona Lindstrøm Vd Teknologiavdelingen

Ringanalyser CEN-metoder for tilslag Kornfordeling ved sikting

Bergspenningsmålinger i vannkraftprosjekter 2 eksempler. NBG Vårsleppet 2016 Freyr Palsson

Registrering av geologi og bergsikring i Lørentunnelen

NBG/NGF seminar Trondheim 23. mai 2016 Leiromvandling av berggrunnen hvor og hvorfor? Sleppematerialer hovedtyper/karakter

RAPPORT. Prosjektering veitrase v/ demagområdet - Artic Race NARVIKGÅRDEN AS SWECO NORGE AS NAR NARVIK

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

E18 LANGANGEN RUGTVEDT REGULERING SØR KJØRHOLT RUGTVEDT GEOTEKNISK VURDERING FOR TUNNELPÅHUGG KJØRHOLT NORD

LETTBETONG I TUNNELHVELV Temperaturmålinger Lettbetongelementer - Væretunnelen

Oppfølgings og evalueringsmøte tunnelpraksis, 21/8-2008

BETONGUTSTØPING. METODER KRAV til UTFØRELSE ERFARINGER og UTFORDRINGER FOU? FRAMTID

Teknologidagene 2013 Tunneldriving i trange rom Arild Neby, Tunnel og betong, TMT, Vegdirektoratet

BRUKERMØTE GEOSUITE 2009 BRUKERERFARING MED GEOSUITE SPUNT (EXCAVATION) INGER J. M. SØREIDE BRUKERERFARING GEOSUITE SPUNT/EXCAVATION

INGENIØRGEOLOGISK TILLEGGSNOTAT TIL KONKURRANSEGRUNNLAG T02 SØRKJOSFJELLET

FORSKALINGSBLOKKER STATISKE BEREGNINGER PROSJEKTERING OG UTFØRELSE FORSKALINGSBLOKKER (10) Oppdragsgiver Multiblokk AS

KVINESDAL KOMMUNE PELE BÆREEVNE NOTAT

Grunnvann i Bærum kommune

Geoteknikk. Fv476/175 Auli - Haga Grunnundersøkelser for gs-veg. Ressursavdelingen. Nr. 16/ Fv476 Hp 01 Km 1,3

EKSAMEN TKT 4122 MEKANIKK 2 Onsdag 4. desember 2013 Tid: kl

Geologi. E39/Hp17/km 2,020-2,090 Eietunnelen i Flekkefjord, Vest-Agder. Tunnelinspeksjon Oppdrag OPPDRAG. Teknologiavdelingen

BWC 30-U UTKRAGET BALKONG - INNSPENT I PLASSTØPT DEKKE BEREGNING AV FORANKRINGSPUNKT

28.1 SAMMENDRAG SUMMARY

Boltetyper og funksjonalitet

Deponering av tunnelmasse i sjøen

FORUNDERSØKELSER FOR TUNNELDRIFT PREINVESTIGATIONS FOR TUNNELLING. Geo-ingeniør Arild Palmstrøm Ingeniør A. B. Berdal A/S SAMMENDRAG

Kartlegging av miljøbetingelser i tunneler. Presentasjon av rapporten, av Jon Luke, Norconsult

Varige konstruksjoner Konstruktive konsekvenser av alkalireaksjoner Fagdag 31 mai 2016

Novapoint Tunnel. Jan Erik Hoel Vianova Systems. Mange av slidene er produsert av Tore Humstad Statens vegvesen

UNDERSJØISKE BERGHALLER I SINGAPORE BERGMEKANISKE UTFORDRINGER

Beregning av sikringsmengder

C3 DEKKER. Figur C 3.1. Skjæroverføring mellom ribbeplater. Figur C 3.2. Sveiseforbindelse for tynne platekanter.

Ingeniørgeologisk 3D-modellering, eksempel Oslofjordforbindelsen

Bergspenningsmålinger muligheter og begrensninger

Region nord Ressursavdelingen Geo- og lab Dato Geoteknikk. E6 Medbyelv bru. E6 Hp43. Ressursavdelingen. Nr.

Full kontroll ved tunneldriving Innledning

Intern rapport nr. 2214

TBM for dummies: Geologisk rapport og konkurransegrunnlag for TBM-tunneler. Andreas Ongstad, Norconsult

Kontrollingeniør ved fjellanlegg

STATENS VEGVESENS RAPPORTER

NFF Internasjonalt Forum 2015 Hva kjennetegner den norske tunnelbyggemetoden?

Prosjektering av trekonstruksjoner Trykk vinkelrett på fiberretning, en anbefaling

INGENIØRGEOLOGI. Berget som byggemateriale -hva må til?

E6 Helgeland nord Korgen-Bolna

Geoteknikk. E16 Hønenkrysset, ny rundkjøring OPPDRAG. Oppdrag. Teknologiavdelingen. Ressursavdelingen. Nr

Grunnvann i Ås kommune

Intern rapport nr. 2230

KULVERT SLEMMESTAD TILSTANDSKONTROLL

FOLLOBANEN: BERGMEKANISK OPPFØLGING. Kristin H. Holmøy & Nghia Q. Trinh

Prøveprosjekt i Askim v/even Øyseth

Geoteknikk. Fv 599 Tveterveien-Sandbakken Grunnundersøkelser for gs-veg. Ressursavdelingen. Nr Region øst

NGU Rapport Datarapport fra oppfølgende undersøkelser av PAH (16)-konsentrasjoner i 3 asfaltkjerner fra Kristiansand og Oslo

Innhold. Bakgrunn Tunnelkartlegging Utbrettsprinsippet Novapoint Tunnel. BPT Borparametertolkning (MWD)

RAPPORT. Nome kommune er en A-kommune i GiN-prosjektet.

Kommune: Snåsa. Sidetall: 10 Pris: 60 Kartbilag:

Storetveitv. 98, 5072 Bergen Telefon: Faks: ROS II GEOTEKNISKE UNDERSØKELSER. Flaktveittræet 20

R.1677 Høgskoleringen Strindvegen

Setninger 30/01/2018. Print PDF

Tung bergsikring i undergrunnsanlegg

Statens vegvesen. Fig.1 Oversikt over strekningen

NGU Rapport Grunnvann i Malvik kommune

NOTAT. Oppdrag Kunde Activa Eiendom AS Notat nr. G-not-001 Dato Til Svein-Erik Damsgård Fra Jørgen Fjæran Kopi Stefan Degelmann

Arild Palmstrøm, Norconsult as

NS 8141 Vibrasjoner og støt Ny rystelsesstandard i praksis -erfaringer fra utprøving av standarden

NOTAT. 1 Innledning. 2 Geologi/utført sikring SAMMENDRAG

Første versjon Ny tillatt verdi "Uavklart" på egenskapene "Eier" og "Vedlikeholdsansvarlig"

E18 Flårtunnelen, Vestfold

Teknisk notat. Innledende vurdering av grunnforhold, stabilitet og fundamenteringsprinsipper

Minimumskontroll for målekort teknisk kvalitet - stikkprøvekontroll

R.1670 Amundsdalvegen pumpestasjon, alt. 1

BSF EN KORT INNFØRING

Transkript:

Numerisk modellering av støp bak stuff på E16 Wøyen - Bjørum RAPPORTA P P O R T Teknologiavdelingenk n o l o g i a v d e l i n g e n Nr. 2495 Geo- og tunnelseksjonen Dato: 2007-10-11

TEKNOLOGIRAPPORT nr. 2495 Tittel Vegdirektoratet Teknologiavdelingen Numerisk modellering av støp bak stuff på E16 Wøyen - Bjørum Postadr.: Telefon: Postboks 8142 Dep 0033 Oslo (+47 915) 02030 Utarbeidet av Are Håvard Høien www.vegvesen.no Dato: 2007-10-11 Saksbehandler Are Håvard Høien Kontrollert av Knut Borge Pedersen Prosjektnr: Antall sider og vedlegg: 11 Sammendrag Det er i denne rapporten sett på hvilke deformasjoner og spenninger en støp bak stuff på E16 Wøyen - Bjørum under Bjørumbekken vil bli utsatt for. Det er ved bruk av numerisk modellering i programmet Phase2 laget plot for deformasjoner og spenninger ved to ulike kvaliteter på berget. Beregningene viser at en slik støp vil ta opp minimalt med deformasjoner og spenninger. Det bør måles deformasjoner i den nåværende sikringskonstruksjonen for å verifisere at deformasjonene i berget har avtatt slik som forutsatt i beregningene. Summary This report looks at which deformations and stresses a concrete cast behind the working face at E16 Wøyen - Bjørum under Bjørumbekken will be exposed to. By using numerical modelling in the computer program Phase2, plots of deformations and stresses with two different rock qualities have been made. The calculations show that the concrete cast will be exposed for minimal deformation and stress. The deformations in the existing support construction should be measured to verify that the rock deformations have decreased as provided in the calculation. Emneord: bergmekanikk, ingeniørgeologi, numerisk modellering, betongutstøpning, betongstøp, utstøpning, tunnel

INNHOLDSFORTEGNELSE 1 INNLEDNING... 2 2 INNGANGSPARAMETERE... 2 2.1 SPENNINGER... 2 2.2 BERGKVALITET... 3 2.3 SIKRING... 3 3 MODELL... 3 3.1 DEFORMASJONER I BERG... 3 3.2 OPPBYGGING AV MODELL... 3 4 BEREGNINGER... 4 4.1 Q = 8... 5 4.2 Q = 4... 7 5 ANBEFALINGER/SLUTTKOMMENTAR... 9 REFERANSER... 10 VEDLEGG 1 INNGANGSVERDIER... 11 Vegdirektoratet 1

1 Innledning Det er i denne analysen sett på hvilke belastninger og deformasjoner en betongutstøpning bak stuff under Bjørumbekken i Berghofftunnelen ved E16 Wøyen Bjørum vil bli utsatt for. Tunnelen har to løp i T9,5 profil med utvidelse for tung sikring. Beregningene er utført i programmet Phase2 fra RocScience. Dette er et verktøy for å anslå spenninger, deformasjon, sikring og andre bergmekaniske forhold. Det er i området en bergoverdekning med en sandstein/kalkmergel i overkant av 5 meter for begge løp. Det er i analysen tatt utgangspunkt i profil 6838. I tunnelen er det kartlagt en Q-verdi på 8 under driving. På toppen ligger en pakke med silt og grus med tykkelse 9-11 meter. Verdier for overdekning av berg og løsmasse er en sammenstilling av kjerne- og fjellkontrollboringer utført av NGI og sonderboringer under driving utført av Veidekke (entrepenør). På grunn av korte salver, kontursprengning, middels godt berg og omfattende sikring er profilet/buen tilnærmet ideell. Beregningen er generell for begge løp og kan anses som en saksstudie for andre tunneler med lignende forhold. 2 Inngangsparametere Bakgrunn om valg av inngangsparametere finnes i en parameterstudie av samme område (ikke vedlagt). Inngangs-parametere for berg og betong i denne modelleringen kan sees i vedlegg 1. 2.1 Spenninger For vertikal og horisontalspenninger i denne modellen er det valgt σ v = 0,45 MPa og σ h = 1,6 i et fast spenningsfelt (endrer seg ikke med dybden). Bakgrunnen for dette valget er vist i figur 2.1 og viser σ h og σ v som funksjon av dybde. Valget av inngangsspenninger (for σ h ) er erfaringsdata fra Gjøvikhallen. Figur 2.1: Vertikal (t.v.) og horisontalspenninger (t.h.) som funksjon av dybde. Det er valgt en verdi midt mellom tunnelene for å få en gjennomsnittsverdi til bruk i analysen. Verdier i MPa. Grønn linje er skille mellom løsmasser og berg. Lilla linje er overflaten. 2 Vegdirektoratet

2.2 Bergkvalitet Berget i dette området av tunnelen er kartlagt til å være Q = 8. Det er i denne beregningen gjort modellering med to forskjellige Q-verdier for å ta høyde for lokale variasjoner. Det er valgt Q = 8 som klassifiseres som middels godt berg og Q = 4 som ligger på grensen mellom middels godt berg og dårlig berg. 2.3 Sikring Sikringen av tunnelen er gjort med 6 meter lange Ø32 mm spilingbolter hver 2,5 meter. Disse er hengt opp med fjellbånd og korte opphengsbolter. Det er i tillegg sikret med 4 x 3 meter CT-bolt i veggene og 9 x 4 m CT-bolt i vederlag og heng hver 1,25 meter. I tillegg er det et lag med fiberarmert sprøytebetong på mellom 24 og 40 cm. I modellen er det brukt 24 cm. Spilingbolter er vanskelig å modellere og er ikke tatt med i beregningene. Tykkelsen på betongutstøpning i modellen er 40 cm. For å billedgjøre spenningene og deformasjon i sprøytebetong og eventuell utstøpning er disse modellert som elementer. 3 Modell 3.1 Deformasjoner i berg Ved driving av tunnel skjer en del av deformasjonene med en gang bergrommet er sprengt ut og en del i tiden etter. Ved nummeriske modelleringer er det vanlig å regne med at 50 % av deformasjonen skjer med en gang og resten av deformasjonen skjer over tid (primær og sekundær deformasjon). 3.2 Oppbygging av modell Modellen er delt opp i 3 steg (se figur 3.1): Steg 1 Tunnelen blir drevet ut og 50% av deformasjonene blir utløst. Steg 2 Tunnelen blir sikret og 45% av deformasjonen blir utløst. Steg 3 Det blir satt inn en betongstøp og de resterende 5% av deformasjonene blir utløst. Vegdirektoratet 3

[m] 0,0014 Total Displacement 0,0012 0,001 0,0008 0,0006 Stage 1 Stage 2 Stage 3 0,0004 0,0002 0 0 5 10 15 20 25 30 35 Distance [m] Figur 3.1: Total deformasjon langs profilet i de forskjellige steg, uten sikring og Q-verdi lik 8. 0 meter er i nederst i venstre hjørne og det går med klokka. 4 Beregninger Det er gjort to gjennomføringer av beregningene med Q-verdi lik 8 (figur 4.1-4.4) og Q-verdi lik 4 (figur 4.5-4.8). Dette er for å ta hensyn til lokale variasjoner i bergarten. Plotene som blir presentert er deformasjoner i de forskjellige stegene og største hovedspenning etter at siste sikring (betongutstøpning) er satt inn. 4 Vegdirektoratet

4.1 Beregning ved Q = 8 Fig 4.1: Q = 8 - Deformasjoner Steg 1 Fig 4.2: Q = 8 - Deformasjoner Steg 2 Vegdirektoratet 5

Fig 4.3: Q = 8 - Deformasjoner Steg 3 Fig 4.4: Q = 8 - Største hovedspenning Steg 3 6 Vegdirektoratet

4.2 Beregning ved Q = 4 Fig 4.5: Q = 4 - Deformasjoner Steg 1 Fig 4.6: Q = 4 - Deformasjoner Steg 2 Vegdirektoratet 7

Fig 4.7: Q= 4 - Deformasjoner Steg 3 Fig 4.8: Q = 4 - Største hovedspenning Steg 3 8 Vegdirektoratet

5 Anbefalinger/sluttkommentar I dette tilfellet kan man ut fra plottene se at betongkonstruksjonen ikke tar opp verken deformasjoner eller spenninger i særlig grad i forhold til resten av sikringen. I følge modelleringen vil det si at den står mer eller mindre som en ubelastet egen konstruksjon innenfor den allerede satte sikringen og dermed ikke støtter opp berget som er den bærende konstruksjonen. Det er ikke funnet svellende materialer i området og man kan derfor regne med at berget vil følge en vanlig deformasjonskurve slik som det er antatt i denne beregningen. For å verifisere beregningene bør man derfor utføre deformasjonsmålinger i form av konvergensmålinger for å undersøke om deformasjonen i tunnelen har avtatt slik som det er antatt. Hvis dette er tilfellet vil ikke betongstøpen ha noen funksjon som sikring av berget. Det bør også undersøkes om det allerede er sprekker i sprøytebetongen. Det er spesielt viktig å undersøke i vederlagene der bøyemomentet ved slike spenningsforhold snur. Det er generelt viktig at stiv sikring ikke blir satt på for tidlig, men at man lar berget deformeres noe før det settes på slik at sikringen ikke blir belastet unødvendig mye. En uarmert betongutstøpning er ikke å anbefale. Betong uten armering har en svært dårlig strekk- og bøyefasthet. Det anbefales derfor å bruke armerte sprøytbetongbuer eller at utstøpningen blir utført med fiberarmert sprøytebetong hvis det skulle være nødvendig. Vegdirektoratet 9

Referanser Rapport 20041288-2 Ingeniørgeologi Wøyen - Bjørum, Norges Geotekniske Institutt Rapport 20041288-4 Kjerneboringer, Norges Geotekniske Institutt Rapport 20041288-8 Kjerneboringer II, Norges Geotekniske Institutt TN-70 Berghofftunnelen. Boringer for fjelloverdekning ved Bjørumbekken, Norges Geotekniske Institutt Sonderboringer Bjørumbekken, Veidekke entrepenør AS, Excel-ark 10 Vegdirektoratet

Vedlegg 1 Inngangsverdier Berg: σc: 90 MPa (estimert) E-modul: 30 GPa (estimert) Poisson s tall: 0,2 (estimert) Bergmasse: Sandstein Q=4 GSI: 59 (Q=4) Mi: - D: - E-modul: 5,5 GPa (estimert) Poisson s tall: 0,2 (estimert) mb: 2,5 (estimert) s: 0,005 (estimert) a: 0,503 (estimert) Sandstein Q=8 GSI: 64 (Q=8 fra kjerneborhull) Mi: 17 (estimert) D: 0,5 (estimert) E-modul: 7,9 GPa (fra RocLab) Poisson s tall: 0,2 (estimert) mb: 3,062 (fra RocLab) s: 0,0082 (fra RocLab) a: 0,502 Bolter: Avstand: 1,25 m Lengde: 3 og 4 m 4 x 3 m og 9 x 4m Strekkfasthet: 120 kn E-modul 200 Gpa Forspenning: 0 kn Sprøytbetong: Tykkelse: 12 cm E-modul: 25 GPa Poisson s tall: 0,2 Trykkfasthet: 30 MPa Betongstøp: Tykkelse: 40 cm E-modul: 25 GPa Poisson s tall: 0,2 Trykkfasthet: 30 MPa Spenninger: Horisontalsp. - σh Vertikalsp. - σh 1,6 MPa 0,45 MPa Vegdirektoratet 11

Statens vegvesen Vegdirektoratet Postboks 8142 Dep N - 0033 Oslo Tlf. (+47 915) 02030 E-post: publvd@vegvesen.no ISSN 1504-5005