Historikk DATO SBESKRIVELSE 1 2 2012-06-19 2012-06-26 Foreløpig rapport Endelig rapport 2 2 av 23
Innholdsfortegnelse 1 Bakgrunn og hensikt... 4 2 Grunnlagsmateriale... 4 3 Beskrivelse av prosjekt... 5 4 Ingeniørgeologisk kartlegging... 7 4.1 Bergarten...7 4.2 Sprekkesett...9 4.3 Andre observasjoner... 11 5 Vurdering av foreliggende trase... 17 5.1 Stabilitetsforhold... 17 5.2 Trase mellom pr. 6200 og 6400... 17 5.3 Trase mellom pr. 6800 og 7000... 19 5.4 Grøftebredden... 20 5.5 Momenter ved sprengning av skjæring... 22 6 Behov for undersøkelser... 22 7 Konklusjoner og anbefalinger for sikring... 22 8 Referanser... 23 BILAG/VEDLEGG Vedlegg 1: C-tegninger- Målestokk 1:1000, foreløpig 15/05/2012 Vedlegg 2: U-tegninger- Målestokk 1:200, datert 07/06/2012 Vedlegg 3: Sammendrag av målinger langs strekningen- Befaring den 4. og 5. juni 2012 2 3 av 23
Ingeniørgeologisk rapport for reguleringsplan for Fv43 langs Viksvannet 1 Bakgrunn og hensikt SINTEF Byggforsk er underleverandør til COWI AS som har inngått en rammeavtale for levering av ingeniørgeologiske tjenester for Statens vegvesen Region Sør, v/ole Christian Ødegaard. Det ble avtalt at SINTEF skulle bistå med ingeniørgeologisk kompetanse i forbindelse med reguleringsplan for Fv43 langs Viksvannet. Fv43 skal utbedres for å øke trafikksikkerheten og fremkommeligheten lans Viksvannet. Det vil samtidig etableres en gang og sykkelveg. Strekningen er ca. 2 km lang. Langs to delstrekninger, ca. pr. 6200-6400 og 6800-7000, vil det bli behov for å ta ut relativ mye berg. Basert på grunnlagsmateriale og en ingeniørgeologisk kartlegging langs strekningen vil det i foreliggende rapport bli vurdert om det er behov for optimalisering av vegtraseen samt at sikringstiltak vil bli foreslått. Oppdraget omfatter ikke geotekniske forhold. 2 Grunnlagsmateriale Grunnlagsmateriale som er benyttet ved utarbeidelse av foreliggende rapport omfatter: Berggrunnskart Mandal fra Norges Geologiske Undersøkelse (NGU) i målestokk 1:250 000 Tegninger over foreliggende veglinje med tilhørende lengdesnitt (C-tegninger, utarbeidet av Statens vegvesen, foreløpig 15/05/2012). Målestokk 1:1000 Vips tegninger som viser høyde på vegtrase m/terreng og forslag til utforming av skjæringer (Utegninger, utarbeidet av Statens vegvesen, datert 07/06/2012). Målestokk 1:200 2 4 av 23
3 Beskrivelse av prosjekt Eksisterende veglegeme av Fv43 ligger i Vest-Agder mellom Lyngdal og Farsund, ca. 10 km sør-vest for Lyngdal (Figur1). ÅDT i 2009 er 3450. E39 LYNGDAL Fv43 FARSUND VIKSVANNET Figur 1 Plassering av strekningen (Google Maps) Vegen er planlagt flyttet inn i bergmassivet langs Viksvannet (ca. pr. 5900 til 7700) mot sør-øst. Den nye vegen skal ha 13 m's bredde, mot 7 m for eksisterende veg. C-tegninger i vedlegg 1 viser plan og profil for foreløpig ny trase. Områdene hvor vegen flyttes lengst er mellom ca. pr. 5900 til 6100, 6200 til 6350, 6500 til 6750, 6800 til 7000 og 7100 til 7250. Vegen flyttes sideveis på det meste ca. 20m. På andre plasser flyttes vegen kortere. U-tegningene i vedlegg 2 (mottatt fra Statens vegvesen) viser høyde på vegtrase m/terreng og forslag til utforming av skjæringer. 2 5 av 23
Det vil bli høye bergskjæringer flere steder. Figur 2 presentererr skjæringshøyden langs den planlagte veglinjen basert på mottatte tverrsnitt. Figur 2 Høyde på bergskjæring langs planlagt veglinje Bergskjæringene vil bli høyere enn 10 m langs 4 delstrekninger: - fra pr. 6240 til 6370, - fra pr. 6880 til 6970, - fra pr. 7110 til 7180, - fra pr. 7320 til 7650. Figur 3, som viser høyde på bergskjæring langs den planlagte veglinjen sammen med dybden av berg som må tas ut, indikerer hvor det skal tas ut mye berg og hvor masseflyttingen er størst. Det påpekess at det kan være feil i denne figuren fordi løsmasser kan være tolket somm berg noen steder. Den planlagte vegtraseen går så dyptt inn i fjellet noen steder at det må tas ut u berg for å dekke hele bredden av vegen: - mellom pr. 6230 og 6310; - mellom pr. 6520 og 6650; - mellom pr. 6860 og 6960. På U-tegningene er det illustrert bergskjæringer påå begge sider av vegen. 2 6 av 23
Berg måå tas ut for hele breddenn av nye vegen Figur 3 Høyde på bergskjæring og estimert bredde av bergmasse somm må tas ut for den planlagte veglinjen 4 Ingeniørgeologisk kartlegging Det ble gjennomført en befaring av strekningen 4. og 5. juni 2012. Den ingeniørgeologiskee kartleggingen ble utført langs eksisterende veg, fra bunnen av eksisterende skjæringer. Der det var mulig ble dett også gjennomført målinger og observasjoner lenger mott sør-øst, nærr anslått vegtrase. 4.1 Bergarten Strekningenn ligger i et område med granittisk/ granodiorittisk bergart, se Figur 4. Bergarten er beskrevet i NGU berggrunnskart MANDAL-1:250.000 som: - 17: Hornblendegranitt, stedvis biotittførende. Granitten som kan sees langs Viksvannet er ganske ensartet, men det ble observert noe mindre feltspat i nordøst. Figur 5 viser et bilde av granitten i området. 2 7 av 23
VIKKSVANNET I røddfarge: Granitt, graanodioritt L 1:250.000, 1981) Figur 4 Geologi oversiktskart (Reff. NGU Bergggrunnskarrt MANDAL Figur 5 Ob bservert gran nitt RAPPO ORTNR 2 8 av 233
4.2 Sprekkesett Det ble observert flere sprekkesett langs strekningen. Generelt er det minst 3 sprekkesett: - Sprekkesett A(mest dominerende (steilt)): med strøk mellom N20 W og N60 Ø (varierende fra lokalitet til lokalitet). Fallet varierer mellom 60 og 90 mot øst/nord-øst men kan i noen tilfeller være i motsatt retning. Sprekkeavstanden varierer fra noen desimeter til én meter eller mer. I gjennomsnitt kan vi si at sprekkeavstanden er ca. 40 cm unntatt i noen få områder med tettere oppsprekking. - Sprekkesett B (svært vanlig (steilt)): med strøk varierende rundt N80 Ø (stor variasjon). Fallet varierer mellom 60 og 90 mot sør men kan i noen steder være i motsatt retning. Sprekkeavstanden varierer fra noen desimeter til én meter eller mer. I gjennomsnitt kan vi si at sprekkeavstand er ca. 40 cm unntatt i noen få områder med tettere oppsprekking. - Sprekkesett C (Også svært vanlig (horisontalt)): med tilnærmet horisontalt fall. Fallet er ofte mindre enn 30 sånn at det er vanskelig å måle riktig strøk. Sprekkeavstanden kan være lav (5-10-20 cm), men er ofte mer rundt 30-40 cm. Det ble registrert andre sprekkesett også som opptrer lokalt både steilt og horisontalt, men de er mindre fremtredende. Vedlegg 3 viser sammendrag av målinger for hvert sted (excel ark+ kart). Figur 6 og 7 viser typiske bergskjæringer som kan observeres langs dagens vegstrekning. Figur 6 Flere sprekkesett kan observeres Figur 7 Bergskjæring med lite markerte sprekkesett 2 9 av 23
Det ble utført totalt 134 strøk- og fall- målinger. 110 målinger er med et fall større s en 45.. Målingene ble gjort på 15 forskjellige lokaliteter: - 11 langs eksisterende vegskjæring, - 4 fjellblotninger i skogen sør for eksisterende veg. Det var ofte vanskeligeree å observere sprekkesett t og sprekkeavstand på fjellblotninger i skogen på grunn av forvitring og mose. Målestedenee ble fordelt langs hele strekningen samt med tanke på områdene hvor det err behov for å gjøre spesielle vurderinger, og da tenker vi på strekninger mellom pr. 6200 til 64000 og 6800 til 7000. Om alle strøk- og fall-målingene med fall f større en 45 blir plottet i en sprekkerose ser det ut som vist i Figur 8. I tillegg er det tegnet inn den gjennomgående retningen av planlagt veglinje, som er ca. N70 Ø (fra N40 Ø til N95 Ø). Strøk- og fall-målingene hvor fallet var mindre enn 45 hadde varierende fallretning; noenn ganger inn i skjæringen og andre ganger ut mot vegen. NB: Sprekkesett A og B kan ha fall i motsatt retning Figur 8 Sprekkerose for strøk og fall f målingene utført på befaring (fall større enn 45 ) 2 10 av 23
Sprekkerosen viser at det er vanskelig å definere generelle strøk- og fall- retninger langs strekningen for observerte sprekkesett. Strøk av sprekkesett varierer fra lokalitet til lokalitet. Dette korresponderer bra med data som kan leses ut fra NGU berggrunnskart MANDAL-1:250.000. 4.3 Andre observasjoner Generelt er bergmassekvaliteten bra langs skjæringene. Det er mellom 3 og 5 sprekkesett registrert lokalt. Typisk sprekkeavstand er 30-40 cm. Sprekkeruhet varierer fra glatt plan til glatt bølget. Det er ingen fylling i sprekkene. Med estimerte RQD-verdier mellom 25 og 75 langs strekningen beregnes Q-verdier mellom 1,7 og 22. Ved ca. pr. 6300 opptrer en 3-4 m bred oppsprukket sone, se Figur 9. Der ble det registrert tre sprekkesett med sprekkeavstander varierende fra 5 til 20 cm. Det ble ikke observert instabile blokker langs eksisterende vegskjæringer. Det ble heller ikke observert nedfall av stein i grøft langs vegen. To bolter ble registrert ved ca. pr. 6250, se Figur 10. Ellers er det ingen sikringstiltak utført langs strekningen. Det ble heller ikke observert vannproblemer. Noen små bekker ble registrert ved pr. 5760, 6175 og 7060, se Figur 11. På andre steder ble det ikke observert vannføring, unntatt litt vann på skjæringen ved ca. pr. 6600, se Figur 12. Ut fra topografien på Vedlegg 1 kan man antyde noen svakhetssoner, men det var vanskelig å se tydelige tegn til svakhetssoner på befaringen. Det ble observert én svakhetssone ved ca. pr. 6220, på siden av skjæringen langs eksisterende veg, hvor den planlagte vegen skal flyttes, se Figur 13. Noen steder avsluttes bergskjæringene langs eksisterende veg brått for så å gå over i et område med løsmasser/vegetasjon: ca. pr. 6360, 6560, 7350, 7400. Dette kan tyde på mulige svakhetssoner, se eksempel i Figur 14. Det ble observert et område med mange løse blokker mellom ca. pr. 6200 og 6250, se Figur 15. Området begynner omtrent 20-25 m sør for eksisterende veg. Steinblokkene ser ut som de et tatt ut og ikke rast ut. Statens Vegvesen Region Sør har ingen informasjon om at det har vært sprengningsarbeider der, men indikerer at fra gammelt av har det vært en aktivitet oppover langs bekken til Stemkjenn. På oversiden av eksisterende veg ble det ikke observert andre svakhetssoner. Det var tett vegetasjon her, og mange utraste blokker ligger på overflaten. Fjellblotninger i området er forvitret og dekket med mose, se Figur 16. Det ble observert at en kraftledning krysser tilnærmet normalt i forhold til prosjektert veglinje ved ca. pr. 6850. Dette må det tas hensyn til når sprengning skal utføres i området. 2 11 av 23
Figur 9 Oppsprukket område ved ca. pr. 6300 Figur 10 To bolter ved ca. pr. 6250 2 12 av 23
Figur 11 Bekk ved pr. 7060 Figur 12 Vann på skjæringen ved ca. pr. 6600 2 13 av 23
Eksisterende veg Svakkhetssone Avstand: ca. 15-20 m Figur 13 Svakhetssone ved ca. pr. 6220 2 14 av 23
Dette representerer kanten av en svakkhetssone Figur 14 Brå overgang mellom bratt bergskjæring/flatt løsmasseområde (ca. pr. 6360) Figur 15 Område (ur) med mange utraste blokker- ca. mellom pr. 6200 til 6250, 20 til 25 m sør for eksisterende veg 2 15 av 23
Disse ligger som ur, de har rast ut fra høyere - liggende område Figur 16 I skogen sør for eksisterende veg: blokker og forvitret bergmasse Disse blokkene er løse, men fortsatt stablet slik de ble dannet 2 16 av 23
5 Vurdering av foreliggende trase 5.1 Stabilitetsforhold Ny vegtrase følger omtrent parallelt eksisterende trase men flyttes innover i fjellmassivet. Stabilitetsmessig antas bergforholdene å være de samme som i dag, men med høyere skjæringer (opp til 26m). Flere sprekkesett ble observert, men strøkretningen for sprekkesettene varierer mye langs strekningen. Det kan forekomme at et steilt sprekkesett med fall ut fra skjæringen kombinert med sprekker med mindre fall danner instabile blokker. Det ble imidlertid ikke observert slik instabilitet langs eksisterende veg. Men dette kan selvsagt ikke utelukkes ved sprengning av ny bergskjæring. Lokalt er det ett (muligens to) steilstående sprekkesett med fall ut mot vegen (se Figur 8- sprekkesett A og B kan ha fall mot vegen). På strekninger der dette forekommer bør fallet på skjæringa ikke være steilere enn fallet på den dominerende sprekkeretningen; det vil si at skjæringen ikke bør være steilere enn for eksempel 75-80. I enkelte områder kan det være behov for å vurdere enda slakere skjæring, mulig ned i 60. Men det er ikke forventet at det er nødvendig å tilpasse bergskjæringen til fallet på sprekker på lange strekninger. 5.2 Trase mellom pr. 6200 og 6400 Mellom pr. 6200 og 6400 omfatter prosjektet - se Figur 17: - Stor bergskjæringshøyde: opptil 23 m, - Vegen flyttes 26 m innover i et område med høy skjæring langs eksisterende veg. På denne strekningen må man være spesielt obs på: - Sprekker med fall ut mot vegen. Kartlegging viser noen sprekkesett med fall mot vegen i dette området, men det er store variasjoner lokalt, - Mulige svakhetssoner observert ca. pr. 6220 og 6360 - Oppsprukket sone observert ved ca. pr. 6300, - Område med mange løse blokker omtrent 20-25 m sør for eksisterende veg mellom ca. pr. 6200 og 6250. Anbefalinger for sprengning og sikring er gitt i delkapittel 5.5 i den foreliggende rapport. 2 17 av 23
Profil 62906 Figur 17 Profil for ny veg mellom pr. 6200 og 6400 Eksempel fraa pr. 6290 2 18 av 23
5.3 Trase mellom pr. 6800 og 7000 Mellom pr. 6800 og 7000 omfatter prosjektet - se Figur 18: - Stor bergskjæringshøyde: opptil 26 m, - Vegen flyttes 25 m innover i et område med høy skjæring langs eksisterende veg. Profil 69300 Figur 18 Profil for ny veg mellom pr. 6800 og 7000- Eksempel fra pr. 6930 2 19 av 23
På denne strekningen må man være spesielt obs på: - Sprekker med fall ut mot vegen. Kartlegging viser noenn sprekkesett med fall mott vegen i dette området, særlig ett med fall 60 som kan gi stabilitetsproblemer. Det kan derfor bli behov for ekstra bolting og årvåkenhet ved sprengning, - Kraftledning som krysser tilnærmet normalt planlagt veglinje, Anbefalinger for sprengning og sikring er gitt i delkapittel 5.5 i den foreliggende rapport. Spesielle tiltak ved sprengning nær kraftledningen må vurderes. 5.4 Grøftebredden I U-tegningene (profiltegningene) er det for hele strekningen vist: - En nesten vertikal bergskråning (10:1) med en slak skråning 2:1 i foten av bergskråningen. - Grøften er ca. 3,5 m bred, - Profilet er ikke en standard utforming somm beskrevet i Håndbok 0188 I henhold til Håndbok 018 og Håndbok 274 (SVV, 2011, 2008) anbefales det å ha minimumm 3 m brede grøfter for skjæringer med høyde inntil 10 m, 4,5 m brede grøfter for skjæringer med høyde mellom 10 og 20 m, og 6 m brede grøfter for skjæringer med høyde overr 20 m, når bergskjæringenn ikke sikres på annen måte, se Figur 19. Figur 19 Dimensjonering av fanggrøft for steinsprang, når bergskjæringen ikkee sikres på annen måte (SVV, 2011) I håndbokenn gis det åpning for å redusere breddenn på fanggrøft om det blir tilbakefylt med masser som demper bevegelsesenergien til eventuelt nedfall (for eksempel grus). I vanskelig eller kostbart/sårbart terreng kan derfor normalprofiler som vist i Figur 20 og 21 benyttes. 2 20 av 23
SINTEF anbefaler at fanggrøften er bredest mulig (Figur 20), og om smalere grøft g velges må det være ekstra fokus på å sikre bergskjæringen og oven forliggende terreng slik at nedfall og iskjøving ikke skjer. Figur 20 Normalprofill i bergskjæring når rekkverk ikke benyttes (SVV, 2011) Figur 21 Redusert skjæringsprofill med tilbakefylling mot berg (SVV, 2011) 2 21 av 23
5.5 Momenter ved sprengning av skjæring Eksisterende veg bør påregnes å være stengt i perioder på ca. 30 minutter ved og etter sprengning og utlasting/rensk av vegbane. Nysprengte skjæringer må befares av en ingeniørgeolog eller personell med tilsvarende kompetanse før trafikk settes på. Perioden av stenging vil kunne øke betydelig ved økt salvevolum. For å redusere varigheten på stenging foreslås følgende tiltak: - Bruk av Jerseyelementer for å dele av eksisterende veg. Vegbane mot anleggsarbeid vil bli brukt til utlasting. - Bruk av mobil trafikkregulering. Ett felt kan være åpent under utlasting etter at en ingeniørgeolog har befart nysprengt skjæring og vurdert stabiliteten. - Pallhøyder bør ikke overskride 8 meters høyde. Dette for å redusere eventuelt volum på røys i kjørebane. - Salvestørrelser bør være mindre enn 400 m3. Det vil gi en salvebredde på 10 m ved 8 m pallhøyde og 5 m palldybde. - Frontraster bør dokumenteres (måle borhullsavvik) for å avdekke eventuelt borhullsavvik. 6 Behov for undersøkelser Det synes ikke å være nødvendig å foreta ytterlige undersøkelser for prosjektet på nåværende stadie. 7 Konklusjoner og anbefalinger for sikring Hovedrisiko for bergskjæringene langs vegen er knyttet til fare for ras fra høyereliggende instabile masser, som kan komme fra : Plan utglidning: et sprekkesett som er nesten parallelt med overflaten i kombinasjon med sub-vertikale sprekker, danner potensielt instabile blokker som kan gli ned; Steiltstående sprekkesett med fall ut mot vegen. Anbefalinger for sikring er følgende: Bergskjæringene bør sprenges forsiktig for å redusere sprengningsinduserte sprekker som kan føre til unødvendig mye løst berg. Den sprengte bergskjæringen må kartlegges nøye for å oppdage eventuelle løse steinblokker, og sikres med bolter etter behov. I tillegg til sikring for blokkutfall må eksisterende løse steinblokker som blir liggende i overkant av ny bergskjæring tas bort. Det bør vurderes å sette ei rad med bolter ca. 1 m innenfor fremtidig ferdig skjæring. Boltene, 3 m settes før man iverksetter sprengning av skjæringen. Boltene gyses med mørtel og med avstand 1,5-2,0 m mellom hver bolt. Avhengig av bergmassekvaliteten og kvaliteten på utført sprengning, kan bergskjæringen være (1) uten sikring eller (2) sikret med spredt bolting eller (3) sikret systematisk med bolter. Beslutning om hvordan man skal sikre skjæringen må tas etter sprengning, og det bør benyttes en erfaren ingeniørgeolog for systematisk befaring fra løfteanordning og kurv. 2 22 av 23
Vi anbefaler også å utvide grøft mot skjæringer til 6 m bredde og 1,0 m høyde, som vist på Figur 19. Bergskjæringene blir høye langs strekningen. Det vil si at prosjektet vil bli plassert i Geoteknisk kagegori 3 med utvidet kontroll (Statens vegvesen, NA-rundskriv 2009/11). 8 Referanser Statens vegvesen, NA-rundskriv 2009/11: Utfyllende bestemmelser for planlegging, prosjektering, bygging og vedlikehold av høye vegskjæringer i berg Statens vegvesen, 2008: Håndbok 274 Grunnforsterkninger, fyllinger og skråninger Statens vegvesen, 2011: Håndbok 018 Vegbygging NGU, berggrunnskart MANDAL-1:250.000, 1981 2 23 av 23
Teknologi for et bedre samfunn www.sintef.no