Geologi OPPGRADERING AV FV. 868-3 POLLFJELLTUNNELEN I LYNGEN KOMMUNE. INGENIØRGEOLOGISK RAPPORT TIL KONKURRANSEGRUNNLAGET O Pp Pp Dd Rr aa gg Te R eks ns uo rl os ag vi ad ve dl ien lgi ne gn e n Nr. 2011071130-13 Region nord Ressursavdelingen Geo- og laboratorieseksjonen 2011-12-16
Oppdragsrapport Nr. 2011071130-13 Labsysnr. 50608-1 Region nord Ressursavdelingen Geo- og laboratorieseksjonen Geologi INGENIØRGEOLOGISK RAPPORT TIL KONKURRANSEGRUNNLAGET OPPGRADERING AV FV. 868-3 POLLFJELLTUNNELEN I LYNGEN KOMMUNE www.vegvesen.no UTM-sone Euref89 Ø-N 33 701940-7715020 Oppdragsgiver: Antall sider: Veg-Troms v/ Ernest Tukov 14 Dato: Antall vedlegg: 2011-12-16 6 Kommune nr. 1938 Kommune LYNGEN Utarbeidet av (navn, sign.) Antall tegninger: Anders Aal 7 Papirarkivnummer Sammendrag Seksjonsleder (navn, sign.) Leif Jenssen Kontrollert Viggo Aronsen Statens vegvesen planlegger på oppdrag fra Troms fylkeskommune oppgradering av fv. 868-3 Pollfjellltunnelen. Tunnelen er 3315 m lang og ligger mellom Furuflaten og Pollen, i Lyngen kommune. Pollfjelltunnelen er bygget som en rassikringstunnel, og ble åpnet i 1983. Pollfjelltunnelen har årsdøgntrafikk (ÅDT) = 600. Oppgraderingen av tunnelen er planlagt i 3 faser. Foreliggende rapport omhandler fase I, og inkluderer de første 750 m fra Furuflatensiden, med planlagt oppstart våren 2012. Til fase II planlegges oppgradering av de første 700 m fra Pollen. Til fase III planlegges oppgradering av tunnelens midtparti, med planlagt oppstart våren 2014. I oppgradering fase 1 mellom pel 0-750 inngår profilutvidelse til T8.5 frem til pel 590, T,5.5 fra pel 590-750, ny drenering, bygging av 3 stk havarinisjer, tverrslag for teknisk rom, vann- og frostsikring, samt ventilasjon og belysning. Pollfjelltunnelen er drevet langs en fjellside som går fra havnivå og opp til 1213 moh. De dominerende bergartene i tunnelen er fyllitt og glimmerskifer. Stedvis er det kvartsbånd/slirer og granittiske intrusjoner. Bergartene fremstår ofte tett forskifret, med grafitt på skifrighetsplanet, noe som gjør planet svært glatt. Det er registrert svellende leirmineraler i svakhetssone lenger inn i tunnelen. Det er registrert 5 svakhetssoner mellom pel 0-750. Til permanent bergsikring av tunnelen forventes minimum 8 cm tykk fiberarmert sprøytebetong ned til 2 m over såle, samt systematisk bolting. I de dårligste partiene og i sammenheng med markerte svakhetssoner kan det bli aktuelt med armerte sprøytebetongbuer som permanent bergsikring. Hele partiet skal vann- og frostsikres med PE-skum montert i normalprofilet, som føres ned bak betongrekkverk. Emneord: Geologi, tunnel, strossing Distribusjonsliste Antall Distribusjonsliste Antall
Geologi,sk rapport nr. Sveis sak 2011071130-13 GEOTEKNISK KATEGORIIKONSEKVENS-/PALITELIGHETSKLASSE Geoteknisk kategori Geoteknisk kategori 1 Geoteknisk kategori 2 Geoteknisk kategori 3 : Konsekvens-I : pllitelighetsklasse I Konsekvensklasse ~ CCl/RCl CCI D +- CC2/RC2 ø CC2 +- CC3/RC3 ev RC4 D CC3 Beskrivelse liten konsekvens i form av tap av menneskeliv, og små eller uvesentlige økonomiske, sosiale eller mil iømessige konsekvenser Middels stor konsekvens i form av tap av menneskeliv, betydelige økonomiske, sosiale eller miljømessige konsekvenser stor konsekvens I form av tap av menneskeliv, eller svært store økonomiske, sosiale eller miljømessige konsekvenser Geoteknisk prosjekterende Kategorilkonsekvensklasse er fastsatt av Enhet/navn Signatur Dato Geo- og laboratodeseksjonen vi Anders Aal ~taj 06.12.2011 Oppdragsgiver Veg Troms vi Ernest Tukov NV),,; I~,12!..<011 Kommentarer til valg av geoteknisk kategorilkonsekvensklasse/pllitelighetsklasse Geoteknisk kategori skal fastsettes på bakgrunn av prosjektets pålitelighetsklasse og vanskelighetsgrad. Prosjektets pålitelighetsklasse er satt til 2 og vanskelighetsgrad er satt til middels. Dette gir geoteknisk kategori 2. De geologiske forhold i forbindelse med profilutvidelsen av tunnelen forventes å være krevende da bergkvaliteten er hovedsakelig er dårlig og stedvis svært dårlig, med svelleleire i svakhetssoner. Da det dreier seg om utvidelse aven eksisterende tunnel har man imidlertid god mulighet til å forutse problemene, og ta hensyn til bergforholdene ved valg av salvelengder, og sikringsmetoder. Det forutsettes at prosjektet følges opp iht. anbefalinger i geologisk rapport. Under strossingen av tunnelen kan det være aktuelt å oppgradere enkelte deler av prosjektet til kategori 3. Dette gjelder bla. bergklassifisering og dimensjonering i svakhetssoner med antatt svelleleire, samt dimensjonering av bergsikring ved større profilutvidelser i forbindelse med havarinisjer/utsprengning av teknisk rom. PROSJEKTERINGSKONTROLL Grunnleggende kontroll (8) Kollegakontroll (N) EnhetlNavn Geo- og Laboratorieseksjonen vi Viggo Aronsen Geo- og laboratorieseksjonen vi Viggo Aronsen Signatur V19j~ A.~(': "\ - l')) Ar1l/)~ Dato 9 Il. II l Lkl\ Utvidet kollegakontroll (U) Uavhengig kontroll (U) I I I Kontrollklasse Grunnleggende kontroll Prosjektering Kollegakontroll Kontrollform Uavh. eller utvidet kontroll Basis kontroll Utførelse Intern systematisk kontroll Uavhengig kontroll B (begrenset) kreves kreves ikke kreves ikke kreves kreves ikke kreves ikke N (normal) kreves kreves kreves ikke kreves kreves kreves ikke U (utvidet) kreves kreves kreves kreves kreves kreves Region nord - Ressursavdelingen - Geo og lab Side 2
Ingeniørgeologisk rapport nr. 2011071130-13 INNHOLDSFORTEGNELSE 1 INNLEDNING... 5 1.1 BAKGRUNN... 5 1.2 RAPPORTENS INNHOLD... 5 1.3 TRASÈ OG LINJEFØRING... 5 1.4 TUNNELPROFIL... 6 1.5 GEOTEKNISK KATEGORI IHT EUROKODE 7... 6 1.6 KRAV TIL INGENIØRGEOLOGISK OPPFØLGING I BYGGEFASEN... 7 2 INGENIØRGEOLOGISKE UNDERSØKELSER... 7 2.1 TIDLIGERE UNDERSØKELSER... 7 2.2 UNDERSØKELSER OG GRUNNLAGSMATERIALE... 8 3 GEOLOGI... 8 3.1 TOPOGRAFI OG VANNFORHOLD... 8 3.1.1 Topografi... 8 3.1.2 Vannforhold... 8 3.2 KVARTÆRGEOLOGI... 8 3.3 BERGGRUNNSGEOLOGI... 8 3.3.1 Bergarter... 8 3.3.2 Strukturgeologi/oppsprekking... 9 3.3.3 Svakhetssoner... 9 3.3.4 Bergtrykk... 10 4 INGENIØRGEOLOGISKE VURDERINGER... 10 4.1 TRASEBESKRIVELSE MED HENSYN PÅ GEOLOGI OG DRIFTSFORHOLD. 10 4.2 BERGMASSENS MEKANISKE EGENSKAPER... 10 4.2.1 Borslitasje, borbarhet og sprengbarhet... 10 4.2.2 Bergmassens egnethet til bruk i vegoverbygningen... 10 4.3 STROSSING... 11 4.3.1 Boring... 11 4.3.2 Mekanisk rensk... 11 4.3.3 Rystelser i forbindelse med sprengning... 11 4.3.4 Sprengning... 11 4.3.5 Tverrslag for teknisk rom havarinisje M1... 11 4.4 BERGSIKRING... 11 4.4.1 Eksisterende bergsikring... 11 4.4.2 Permanent bergsikring oppgradering... 11 5 VANN- OG FROSTSIKRING... 12 6 SIKKERHET, HELSE OG ARBEIDSMILJØ (SHA)... 13 7 REFERANSER/EKSISTERENDE INFORMASJON... 13 Region nord- Ressursavdelingen- Geo- og laboratorieseksjonen Side 3 av 14
Ingeniørgeologisk rapport nr. 2011071130-13 VEDLEGGSOVERSIKT Vedlegg 1: Foto Vedlegg 2: Sprekkerose (fra kartlegging under driving) Vedlegg 3: Forklaringer strøk/fall Stereografisk projeksjon Vedlegg 4: Tabell 7.1 Hb. 021 Tunneler, bergklasser og sikringsklasser Vedlegg 5: Kartleggingsskjema pel 0-800 Vedlegg 6: Tegnforklaring kartleggingsskjema Målestokk Format Tegning 1: Oversiktskart 1:40000 A4 Tegning 2: Merket Plan og Profiltegning pel 0-3300 1:5000 A1 Tegning 3: Merket Plan og profiltegning pel 0-750 1:1000 A1 Tegning 4: Havarinisje M1, pel 230 med utvidelse for 1:400 A3 teknisk rom skissert Tegning 5: Eksempel skannede profiler i forhold til 1:50 A3 teoretisk sprengningsprofil pel 170, 230, 300 og 400. Tegning 6: Eksempel skannede profiler i forhold til 1:50 A3 teoretisk sprengningsprofil pel 500, 600 og 710. Tegning 7: Møteplass (havarinisje) M3, pel 710 1:400 A3 Region nord- Ressursavdelingen- Geo- og laboratorieseksjonen Side 4 av 14
Ingeniørgeologisk rapport nr. 2011071130-13 1 INNLEDNING 1.1 BAKGRUNN Statens vegvesen planlegger en oppgradering av fv. 868-3 Pollfjelltunnelen mellom Furuflaten og Pollen i Lyngen Kommune. Pollfjelltunnelen ble bygget for å erstatte den rasfarlige strekningen mellom Furuflaten og Pollen. Tunnelen er 3315 m lang og ble åpnet for trafikk i 1983. Pollfjelltunnelen har årsdøgntrafikk (ÅDT) = 600. Tunnelen er bygget med profil T5,5 med møteplasser. Tegning 1 viser oversiktskart for tunnelen i målestokk 1:500000. I 2007 ble det gjennomført hovedinspeksjon i tunnelen mhp. Berg- og bergsikring. På bakgrunn av inspeksjonen ble det utarbeidet en rapport med sveisnummer 2005/006942-46 [1]. Denne rapporten beskriver behov for tiltak i tunnelen i form av rensk, sikringsbolter og fiberarmert sprøytebetong. I oppgraderingen av tunnelen ligger utvidelse av profilet, utsprengning av havarilommer, ny drenering, vann- og frostsikring og elektroinstallasjoner. Oppgraderingen av tunnelen er planlagt gjennomført i 3 faser: - Fase 1: Fra søndre påhugg og ~750 m inn i tunnelen fra sør med oppstart i 2012. - Fase 2: Fra nordre påhugg og ~ 700 m inn i tunnelen fra nord med forventet oppstart i 2013. - Fase 3: Midtdelen av tunnelen, med forventet oppstart i 2014. Foreliggende rapport er utarbeidet av Anders Aal. Rapporten er utarbeidet i henhold til krav i håndbok 021 [3]. Rapporten er utarbeidet til konkurransegrunnlaget for fase 1 av prosjektet. 1.2 RAPPORTENS INNHOLD Rapporten beskriver de forventede ingeniørgeologiske forhold i forbindelse med den planlagte profilutvidelsen i tunnelen. I rapporten er det utarbeidet en trasebeskrivelse, vedlegg 5, med hensyn på de geologiske forhold, med antatte bergklasser iht. Q-metoden. Rapporten gir anbefalinger med hensyn på oppfølging i byggefasen iht. Håndbok 151 [5], Håndbok 021 [3], samt Eurocode 7 [9,10] 1.3 TRASÈ OG LINJEFØRING Tunnelen har økende pelnummer fra sør mot nord. Fra sørsiden går vegen i en venstrekurve inn i fjellmassivet fra pel 60 og fortsetter deretter tilnærmet rettlinjet frem mot en høyrekurve ved pel 350. Mellom pel 550-2900 er horisontalkurvaturen tilnærmet rettlinjet. Fra pel 2900 og frem til åpningen pel 3300 fortsetter horisontalkurvaturen i en høyrekurve. Vertikalkurvaturen har et høybrekk ved ~ km 2,150. Tunnelen er bygget med 1 % - 3 % stigning sør for høybrekket og 1,2 % - 4,5 % stigning nord for høybrekket. Vegbanenivået ligger ved søndre påhugg på ~ 5 moh. Ved høybrekket er vegnivået på ~ 48 moh og ~ 5 moh ved nordre påhugg. Tunnelens vertikale og horisontale kurvatur er vist i tegning 2 og 3. Region nord- Ressursavdelingen- Geo- og laboratorieseksjonen Side 5 av 14
Ingeniørgeologisk rapport nr. 2011071130-13 1.4 TUNNELPROFIL Eksisterende tunnelprofil er T5,5 med møteplasser. Profilet har ujevn geometri. Mellom pel 0-590 planlegges et T8,5 profil. Mellom 590 og 750 planlegges et T5,5 profil med møteplasser. Havarinisjer/møteplasser er planlagt med lengde 90 m. Eksempler på eksisterende profil opp mot planlagt teoretisk sprengningsprofil er vist i tegning 5 og 6. Profilutvidelse for havarinisjer og teknisk rom skal utføres ved følgende pelnr. (oppgitte pelnr. angir ~ senter i nisjen): - Pel 225 Havarinisje + tverrslag teknisk rom høyre side (M1) - Pel 475 Havarinisje venstre side (M2) - Pel 700 Havarinisje (møteplass) høyre side (M3) Ved fullverdig nisjeutvidelse fra T8,5 blir profilet tilsvarende T11,5. Ved fullverdig nisjeutvidelse fra T5,5 blir profilet tilsvarende T8,5. 1.5 GEOTEKNISK KATEGORI IHT EUROKODE 7 I henhold til Eurokode7 [9,10] og ut fra en vurdering av pålitelighetsklasse og vanskelighetsgrad er geoteknisk kategori satt til 2 i byggeplanfasen. Begrunnelse for valg av geoteknisk kategori er vist på skjema vedlagt som side 3 i rapporten. Omfang av kontroll i prosjekteringsfasen er i utgangspunktet definert etter valgt prosjektklasse og tabell 1. Tabell 1: Geotekniske kategorier for prosjektering etter Eurokode 7. Region nord- Ressursavdelingen- Geo- og laboratorieseksjonen Side 6 av 14
Ingeniørgeologisk rapport nr. 2011071130-13 Omfang av kontroll i byggefasen er definert etter valgt geoteknisk kategori og tabell 2. Tabell 2: Omfang av kontroll i byggefasen etter Eurokode 7 1.6 KRAV TIL INGENIØRGEOLOGISK OPPFØLGING I BYGGEFASEN Før byggefasen skal fagansvarlig ingeniørgeolog for prosjektet utnevnes, iht håndbok 151 [6]. Denne personen må ha relevant erfaring og utdanning, og bør ha minimum 3 års relevant erfaring fra tunnelanlegg. Kontrollingeniører som tilknyttes anlegget bør som et minimum ha gjennomført etter og videreutdanningskurs ingeniørgeologi ved NTNU. Kompetansen til kontrollingeniører skal godkjennes av ansvarlig ingeniørgeolog. For hver salve skal det gjennomføres byggherrens halvtime med geologisk kartlegging av siste salve, samt beregning av Q-verdi for beslutning av endelig sikringsomfang. Ansvarlig ingeniørgeolog skal påse at det blir utarbeidet ingeniørgeologisk sluttrapport for prosjektet. Novapoint tunnel anbefales benyttet for registrering og dokumentasjon av bergforhold og utført bergsikring. Personer som utfører geologisk kartlegging på stuff, samt gjennomfører vurdering av permanentsikring må inneha følgende innsikt/kompetanse: - Erfaring med geologisk kartlegging og kartlegging etter Q-metoden. - Erfaring med og kjennskap til relevante metoder for bergsikring. - Ha gjennomført tilfredstillende opplæring i Novapoint tunnel. - God kunnskap om innholdet i ingeniørgeologiske rapporter for prosjektet. - God kunnskap om innholdet i håndbok 021 [3] og teknologirapport 2538 [9]. 2 INGENIØRGEOLOGISKE UNDERSØKELSER 2.1 TIDLIGERE UNDERSØKELSER Eventuelle tidligere rapporter fra tunnelens planfase/byggefase har ikke vært tilgjengelig. I september 2007 ble det gjennomført en ingeniørgeologisk befaring i tunnelen etter at drift- og vedlikeholdsentreprenøren hadde meldt inn bekymring omkring punkter i tunnelen med usikker bergstabilitet. Da problemene viste seg å være omfattende ble det besluttet at tunnelen skulle tas inn på årets program for hovedettersyn, og inspeksjon ble gjennomført i november 2007. Inspeksjonen ble gjennomført med hensyn på berg og bergsikring, samt vann- og frostsikring. Anbefalingene til rensk og bolting ble gjennomført i november og desember 2007. Det er i rapporten anbefalt at 1100 m av tunnelen påføres sprøytebetong fra vederlag til vederlag. Dette er ikke utført. Region nord- Ressursavdelingen- Geo- og laboratorieseksjonen Side 7 av 14
Ingeniørgeologisk rapport nr. 2011071130-13 2.2 UNDERSØKELSER OG GRUNNLAGSMATERIALE Foreløpig berggrunnskart 1633 IV Storfjord [11] utarbeidet av NGU har vært benyttet under arbeidet med rapporten. Gjennomgang av hovedettersynsrapport fra 2008 [1] Leirmateriale fra svakhetssone pel 1850 er analysert ved hjelp av røntgendiffraksjon (xrd) og frisvelling [2]. Det er gjennomført ingeniørgeologisk kartlegging av tunnelen, med registrering av eksisterende bergsikring og vann- og frostsikring. 3 GEOLOGI 3.1 TOPOGRAFI OG VANNFORHOLD 3.1.1 Topografi Tunnelen er plassert innenfor en bratt fjellside, som går fra havnivå og opp til 1213 moh. Fjellskråningen preges av flere mindre kløfter ned langs fjellsiden. 3.1.2 Vannforhold I kløftene i fjellsiden renner det bekker. Størstedelen av tunnelen er fuktig. I noen områder/punkter er det lekkasjer i form av drypp og rennende vann. I perioder med sterk nedbør/snøsmelting må det forventes økte vannlekkasjer. 3.2 KVARTÆRGEOLOGI I foten av fjellskråningen og opp til 100 200 moh er det skredmasser/ur. Pga. bergmassens oppsprukne karakter, er blokkstørrelsene hovedsakelig små. Over skredmassene er det hovedsakelig bart berg og stedvis skredmasser/ur. 3.3 BERGGRUNNSGEOLOGI 3.3.1 Bergarter Bergartene i området er av prekambrisk til silurisk alder overskjøvet under den kaledonske fjellkjedefolding. Dominerende bergarter i tunnelen er glimmerskifer/fyllitt og kvartsittisk skifer. Kvartslinser/-slirer, samt granittiske intrusjoner forekommer. Fyllitt er en svakt metamorf bergart, dannet fra marint avsatt leire. Glimmerskifer har samme opprinnelse, men har høyere grad av metamorfose. I grafittsone ved pel 375 er det observert svovelkis. Grafitt forekommer ofte langs skifrighetsplanet og gir glatte sprekker. Svovelutfelling/rustutfelling er vanlig, samt varierende grad av forvitring, se foto 9. Region nord- Ressursavdelingen- Geo- og laboratorieseksjonen Side 8 av 14
Ingeniørgeologisk rapport nr. 2011071130-13 3.3.2 Strukturgeologi/oppsprekking Bergmassen er oppsprukket langs hovedsakelig 3 sprekkesett. Hovedsprekkeretning (Sp 1) er langs foliasjons-skifrighetsplanet, orientert med strøkretning ~ nord syd og svakt til moderat fall mot vest. Sprekkesettet fremstår som gjennomsettende. Sprekkene fremstår som ru og plane/glatte og plane, med sprekkebelegg i form av grafitt, som gjør at sprekkene har liten friksjon. Et annet sprekkesett (Sp 2) er orientert med strøkretning sørvest-nordøst og hovedsakelig steilt fall. Langs dette sprekkesettet forekommer det knusningssoner og leirslepper. Stedvis har sprekkesettet bidratt til utfall og et ujevnt profil. Et tredje spekkesett (Sp 3) er orientert med strøkretning øst-vest med steilt fall mot sør. Sprekkesettet fremstår oftest lite noe gjennomsettende. I tillegg forekommer villsprekker. Sprekkerose og pol-plott med konturering for hele tunnelen er vist i vedlegg 2. Forklaring til sprekkerose/polplott er vist i vedlegg 3. 3.3.3 Svakhetssoner Det er registrert 5 stk. svakhetssoner mellom pel 62 750. Disse er inntegnet i kartleggingsskjema vedlegg 5, og beskrevet i tabell 3. Kartlagte bergklasser baserer seg på registrering i vegg. Bergklasse fastsettes endelig etter strossing, og bergklasseregistrering av hele profilet. Svakhetssone nr: Tabell 3: Oversikt svakhetssoner pel 62 750. I 180 Pelnr Karakteristikk Sprekkesone, forvitret berg Region nord- Ressursavdelingen- Geo- og laboratorieseksjonen Side 9 av 14 Fuktforhold Bergklasse Sikringsklasse Fukt, drypp D,E III,IV II 240 Knusningssone/gjennomsettende enkeltsprekk, 10-15 cm sprekkefylling, antatt Fukt E IV leirmateriale. III 345 Knusningssone, med utfall i heng, se foto 5 og 6. Mulig Fukt E IV svelleleire. IV 375 Grafittsone, 0,5 m tykkelse Fukt E IV V 400 Knusningssone med utfall i heng, se foto 7 og 8. Drysser fra veggen i sonen. Mulig svelleleire. Fukt E IV Analysert leirmateriale fra knusningssone ~ pel 1850 venstre side viser svelleleire, i form av vermiculitt og saponitt, se foto 11. Mineralene er verifisert ved hjelp av XRD (røntgendiffraksjon). Frisvelling utført på samme prøve viser aktiv svelleleire med frisvelling (FS) på 165 %. Svelleleire virker negativt inn på stabiliteten i en tunnel både pga. svelling som gir et trykk mot sikringskonstruksjonen og som en følge av redusert friksjonsvinkel, som kan være nede i 10. Analysen av svelleleire er rapportert i eget notat [2].
Ingeniørgeologisk rapport nr. 2011071130-13 Leirmateriale som påtreffes i tunnelen enten i form av svakhetssoner eller sprekker/slepper med leirfylling skal sikres som svelleleire, med mindre det verifiseres at det ikke er det. Det må gjennomføres laboratorieanalyse av svelletrykk. 3.3.4 Bergtrykk Tunnelen går parallelt en fjellside med maksimal høyde ~ 1200 moh. Ut ifra topografiske forhold kan det antas at største hovedspenning går parallelt dalsiden. Slike tunneler vil generelt ha stor spenningsanisotropi, stor forskjell mellom største og minste hovedspenning. Dette vil normalt gi høye tangentialspenninger i overgangen vegg-såle på venstre side (innsiden) i tunnelen og i høyre heng/vederlag (yttersiden). I venstre vederlag/heng og høyre vegg/såle vil tangentialspenningen være lav. Tegning 4 og 7 viser tunnelens plassering i fjellmassivet. Under byggingen av tunnelen ble det registrert beskjedne bergslagsytringer, men det medførte ikke større problemer. 4 INGENIØRGEOLOGISKE VURDERINGER 4.1 TRASEBESKRIVELSE MED HENSYN PÅ GEOLOGI OG DRIFTSFORHOLD Da store deler av tunnelen i partiet pel 62-750 er dekket av sprøytebetong har kartleggingen av bergkvalitet begrenset seg til veggene. I partier med PE-skum er det ikke kartlagt bergkvalitet. Den kartlagte bergklassen med tilhørende sikringsklasse er en typisk verdi, og vil varierere. Endelig beslutning av omfang og metode for permanent bergsikring må tas på stuff, etter bergklassifisering av hele profilet. Kartlagte bergklasser iht. Q-metoden er vist i vedlegg 5, med tegnforklaring i vedlegg 6. Eksisterende vann- og frostsikring, samt sikring med sprøytebetong er også vist i skjemaet. 4.2 BERGMASSENS MEKANISKE EGENSKAPER 4.2.1 Borslitasje, borbarhet og sprengbarhet Bergartene fylitt og glimmerskifer har generelt lav borslitasje, høy borbarhet og dårlig sprengbarhet. Imidlertid kan det innenfor en og samme bergart være stor variasjon. Det er ikke gjennomført laboratorietesting for sikrere bestemmelse av parameterne. Det gjøres oppmerksom på at ved boring i skifrig bergmasse har boret gjerne en tendens til å dra seg normalt/parallelt skifrigheten. For denne tunnelen som går med liten vinkel til skifrighetsplanet må det forventes at dette vanskeliggjør boringen, og at det må gjennomføres korrigerende tiltak. 4.2.2 Bergmassens egnethet til bruk i vegoverbygningen Bergartene fyllitt og glimmerskifer vurderes generelt å være uegnet til bruk i forsterknings- /bærelag i vegoverbygningen, da disse bergartene har liten motstand mot mekanisk nedknusning. Det er ikke gjennomført laboratorietester av bergartene. Region nord- Ressursavdelingen- Geo- og laboratorieseksjonen Side 10 av 14
Ingeniørgeologisk rapport nr. 2011071130-13 4.3 STROSSING 4.3.1 Boring Påboring av eksisterende bolter vil kunne medføre problemer og stor slitasje på borkroner. Tunnelen er stedvis tett boltet, spesielt i venstre vederlag/heng, se eksempel foto 10. 4.3.2 Mekanisk rensk Mekanisk rensk med pigghammer må utføres med forsiktighet, spesielt i partier med dårlig berg. Dette for å opprettholde konturens geometri. 4.3.3 Rystelser i forbindelse med sprengning Det er ikke påvist rystelsesutsatte konstruksjoner som må tas hensyn til i forbindelse med sprengningsarbeidene. 4.3.4 Sprengning Sprengningsopplegget må utføres slik at tunnelkonturen skades minst mulig. De første salvene skal betraktes som prøvesprengning, for en optimalisering av sprengningsopplegget, i samråd med byggherren. 4.3.5 Tverrslag for teknisk rom havarinisje M1 Ved ~ pel 225 havarinisje M1 skal det sprenges tverrslag for teknisk rom, se tegning 3 og 4. Tverrslagets lengde blir ~ 17,5 m med profil T9,5. Maksimal bergoverdekning i enden av tverrslaget er 26 m. På overflaten kan det være ur/skredmasser, og disse har med usikker mektighet. Ved driving av tverrslaget anbefales sonderboring fra stuff for å verifisere tilfredstillende bergoverdekning. Det bør også gjennomføres befaring i terrenget over tverrslaget. 4.4 BERGSIKRING 4.4.1 Eksisterende bergsikring Tunnelen er i partiet pel 62-750 sikret med bolter og for en stor del med fiberarmert sprøytebetong. Bolting er utført i flere omganger, og det må forventes både limte og innstøpte bolter. Boltene står stedvis svært tett med < 1 m mellomrom. I partiet ~pel 250 ~ pel 700 er det sprøytebetong fra vederlag til vederlag. Ved pel 1865 er det registrert en bolt i nedre del av høyre vegg som er utsatt for korrosjon, noe som tyder på aggressive forhold i tunnelen, se foto 12. Det er registrert svovelkis i grafittsone. 4.4.2 Permanent bergsikring oppgradering Statens vegvesen håndbok 021 [3], kapittel 7, tabell 7.1, vist i vedlegg 4, benyttes for å vurdere omfang og metode for permanent bergsikring. Etter sprengning skal berget renskes med pigghammer, etterfulgt av manuell rensk. Gjenstående bolter skal kappes inn til berget. Til permanent bergsikring av tunnelen skal det på stuff benyttes kombinasjonsbolter, mens det bak stuff benyttes fullt innstøpte bolter. I tett oppsprukket berg og i berg med Region nord- Ressursavdelingen- Geo- og laboratorieseksjonen Side 11 av 14
Ingeniørgeologisk rapport nr. 2011071130-13 sleppemateriale/forvitret berg er det viktig at boltene gyses med en gang, med hensyn på arbeidssikring. I tett oppsprukket og skifrig berg vil fiberarmert sprøytebetong utgjøre den primære bergsikring. Det er ønskelig at hovedmengden av boltene monteres utenpå sprøytebetongen. Armerte buer av sprøytebetong vil være aktuelt i partier med dårlig til svært dårlig berg og sikringsklasse IV- V. Der armerte sprøytebetongbuer kan være aktuelt er det viktig å sprenge ut tilstrekkelig profil, slik at bergsikring og vann- og frostsikring ikke kommer innenfor normalprofilet. Fendrende bergsikring kan og være aktuelt ved bruk av PE-skum, bånd, steinsprangnett, bolt og sprøytebetong. Forbolting med Ø32 mm fullt innstøpte kamstålbolter, vil være aktuellt ved utsprengning av teknisk rom. 5 VANN- OG FROSTSIKRING Vann- og frostsikring fastsettes på grunnlag av dimensjonerende frostmengder i håndbok 021 [3] og håndbok 163 [6]. Dimensjonerende frostmengde er F 10, som statistisk sett overskrides en gang pr. 10 år. Dimensjoneringsgrunnlaget for vann- og frostsikring er vist i tabell 4. Tabell 4: Dimensjoneringsgrunnlag vann og frostsikring Parameter Verdi Frostmengde i Lyngen kommune F 10 =25000 h C Årsmiddeltemperatur i Lyngen kommune 3 C Høydeforsjell mellom tunnel og kommunesenter < 5 m Krav til U-verdi 0,58 Antatt frostprofil for tunnelen ut i fra frostmengden i Lyngen kommune og anbefalinger i internrapport 2301 [8] er vist i tabell 5 på neste side. Tabell 5: Dimensjoneringsgrunnlag vann og frostsikring fv. 868-3 Pollfjelttunnelen Meter fra Furuflaten Antatt frostmengde (F 10T ) [ o Ch] 0 25000 0-200 >15000 200-700 10000-15000 700-1300 6000-10000 1300-1930 <6000 1930-2530 6000-10000 2530-3030 10000-15000 3030-3230 >15000 3230 25000 Ved bruk av PE-skum som vann- og frostsikring brannsikret med 80 mm sprøytebetong og frostmengde 25000 h C gir dette PE-skumtykkelse lik 54 mm, i praksis 60 mm, fra pel 0-200. Fra 200-750 med frostmengde 15000 h C gir dette PE-skum med tykkelse 39 mm, i praksis 45 mm. Region nord- Ressursavdelingen- Geo- og laboratorieseksjonen Side 12 av 14
Ingeniørgeologisk rapport nr. 2011071130-13 6 SIKKERHET, HELSE OG ARBEIDSMILJØ (SHA) I henhold til byggherreforskriften skal det for dette arbeidet utarbeides byggherrens SHA-plan, med risikovurdering for arbeidet. Entreprenøren skal for de kritiske arbeidsoperasjonene som påpekes i byggherrens risikovurdering gjennomføre sikkerjobbanalyse. Bergmassen i Pollfjelltunnelen er delvis av svært dårlig karakter. Tunnelen preges av ujevn kontur. Nedenfor følger en del risikoforhold (listen er ikke uttømmende): - Før tunnelarbeidet settes i gang skal det gjennomføres rensk av tunnelen i den delen arbeidet skal pågå, minimum 10 m avstand fra arbeidsstedet. - Fjerning av eksisterende sikring før/etter sprengning kan medføre fare for nedfall av blokker/avløste partier. - Påboring av eksisterende boltesikring kan/vil medføre høy slitasje på boreutstyr. - Tunnelaksen er orientert omtrentlig lik strøkretningen til skifrighetsplanet, som faller slakt mot vest. Dette kan gi fare for utfall/bomfjell, spesielt i venstre vederlag. - Ved demontering av eksisterende PE-skum må det forventes løst berg bak PE-skummet. - Ved utsprenging av grøft på høyre side av tunnelen, kan det bli nødvendig å bolte veggen bortover mhp. veggstabilitet. - Påboring av sprengstoff under strossing og ved grøftesprengning. Under byggingen av tunnelen var det problemer med opptenning av salvene med elektriske tennere. Til opptenning av salvene de første 6-700 meter inn i tunnelen fra Furuflatensiden ble det benyttet elektrisk opptenning. Elektrisk opptenning fungerte dårlig, og det ble etter dette benyttet Nonel, noe som gjorde opptenningen vellykket. 7 REFERANSER/EKSISTERENDE INFORMASJON Ingeniørgeologiske rapporter: [ 1] Sveisnummer: 2005006942-46, Hovedettersyn tunneler 2007 Rv 868-3 Pollfjelltunnelen i Lyngen kommune, berg og bergsikring, Statens vegvesen Ressursavdelingen Geo- og Laboratorieseksjonen, 2008. [2] Sveisnummer: 2011071130-9, Resultat av xrd-analyse og frisvelling for materiale fra svakhetssone i fv 868-3 Pollfjelltunnelen i Lyngen kommune, Statens vegvesen Ressursavdelingen Geo- og laboratorieseksjonen, 2011 Håndbøker, rundskriv og publikasjoner: [ 3] Håndbok 021 Vegtunneler, Statens vegvesen Vegdirektoratet, 2010 [ 4] Håndbok 025 Prosesskode 1 Standard beskrivelsestekster for vegkontrakter Hovedprosess 3 Tunneler, Statens vegvesen Vegdirektoratet, 2007 [ 5] Håndbok 163 Vann- og frostsikring, Statens vegvesen Vegdirektoratet. Region nord- Ressursavdelingen- Geo- og laboratorieseksjonen Side 13 av 14
Ingeniørgeologisk rapport nr. 2011071130-13 [ 6] Håndbok 151 Styring av utbyggings-, drifts- og vedlikeholdsprosjekter, Statens vegvesen Vegdirektoratet, 2008 [7] Teknologirapport 2538, Arbeider foran stuff og stabilitetssikring i vegtunneler, Statens vegvesen- vegdirektoratet, 2010 [8] Internrapport nr. 2301, Frostmengder i vegtunneler, Statens vegvesen Vegdirektoratet, 2002 [9] Eurokode 7, Geoteknisk prosjektering, Del 1: Almenne regler, NS-EN 1997-1 + NA:2008, 2008 [10] Eurokode 7, Geoteknisk prosjektering, Del 2: Regler basert på grunnundersøkelser og laboratorieprøver, NS-EN 1997-2 + NA:2008, 2008 [11] Storfjord 1633 IV, Bergrunnsgeologisk kart, foreløpig utgave, Målestokk 1:50000, Norges geologiske undersøkelse, 1985 Region nord- Ressursavdelingen- Geo- og laboratorieseksjonen Side 14 av 14
Vedlegg 1 Foto 1: 0256 Søndre portal Pollfjelltunnelen Foto 2: 0262 Høyre vederlag like innenfor portal ~ pel 65 FOTO Geo 50608-1 Foto Ingeniørgeologisk rapport Oppgradering fv. 868-3 Pollfjelltunnelen Statens vegvesen - region nord. Ressursenheten Geo- og laboratorieseksjonen
Vedlegg 1 Foto 3: 0260 Hengen like innenfor søndre portal ~ pel 65 Foto 4: 0260 Høyre vederlag ~ pel 265 Kvartsbåndet glimmerskifer/fyllitt. FOTO Geo 50608-1 Foto Ingeniørgeologisk rapport Oppgradering fv. 868-3 Pollfjelltunnelen Statens vegvesen - region nord. Ressursenheten Geo- og laboratorieseksjonen
Vedlegg 1 Foto 5: 0267 Knusningssone ~ pel 345 Høyre side Foto 6: 0269 Svakhetssone høyre side ~pel 350. FOTO Geo 50608-1 Foto Ingeniørgeologisk rapport Oppgradering fv. 868-3 Pollfjelltunnelen Statens vegvesen - region nord. Ressursenheten Geo- og laboratorieseksjonen
Vedlegg 1 Foto 7: 0271 Knusningssone vegg høyre side ~pel 400, drysser fra veggen. Foto 8: 0273 Utfall vederlag vederlag i forbindelse med knusningsone ~pel 400. FOTO Geo 50608-1 Foto Ingeniørgeologisk rapport Oppgradering fv. 868-3 Pollfjelltunnelen Statens vegvesen - region nord. Ressursenheten Geo- og laboratorieseksjonen
Vedlegg 1 Foto 9: 0276 Eksempel forvitret berg høyre side ~pel 500. Foto 10: 0282 Eksempel tett boltet venstre vederlag ~ pel 710 FOTO Geo 50608-1 Foto Ingeniørgeologisk rapport Oppgradering fv. 868-3 Pollfjelltunnelen Statens vegvesen - region nord. Ressursenheten Geo- og laboratorieseksjonen
Vedlegg 1 Foto 11: 0322 Knusningssone med påvist svelleleire ved pel 1850 venstre side (Utenfor fase I-området) Foto 12: 0325 Endeforankret bolt pel 1865 i høyre vegg som har blitt utsatt for korrosjon. (Utenfor fase 1området) FOTO Geo 50608-1 Foto Ingeniørgeologisk rapport Oppgradering fv. 868-3 Pollfjelltunnelen Statens vegvesen - region nord. Ressursenheten Geo- og laboratorieseksjonen
Figur 1: Sprekkerose alle sprekker inkludert foliasjonssprekker Vedlegg 2 80-90 80-90 80-90 30-50 Figur 2: Polplott med konturering foliasjon/skifrighetsplanet ~ Tunnelretning pel 500-3000 ~ Tunnelretning pel 0-500 ~ Tunnelretning pel 3000-3315 30-50 SPREKKEROSE OG POLPLOTT Geo: 50608-1 Vedlegg: 2: Side 1 av 1. Fv. 868-2 Pollfjellet tunnel Dato/Sign: 27.09.2011 Anders Aal Statens Vegvesen, Region nord. Ressursenheten - Teknologiseksjonen
Vedlegg 3 FORKLARING STRØK/FALL - STEREOGRAFISK PROJEKSJON Strøk/fall Strøk-/fallmålinger, ser man langs strøkretningen, faller planet ned til høyre. Orientering av strøkretning gjøres i grader, dvs. 0 til 360. Fall angis i grader, dvs. 0 til 90. Strøk retning N65 Ø med fall 70 mot S angis kun: 65 / 70. Storsirkel Skjæringslinje mellom det målte planet og nedre halvkule projisert i ekvatorplanet (papirplanet). Sprekkerose Lengden på aksene viser hvor hyppig sprekkene forekommer i de forskjellige sprekkesett, mens bredden angir innen hvilket retningsområde sprekkenes strøk i et bestemt sett varierer. Stereonett Stereonett er projeksjonen av nedre halvdel av en kuleflate (Schmidt). Resultatene av en slik strøk- og fallmåling gjengis som et punkt i stereonettet. Dette punktet viser det målte plans orientering i rommet. En kan tenkte seg det målte plan plassert gjennom sentrum av kulen. Planets normal gjennom kulens sentrum skjærer den nedre halvkulens overflate i et punkt som projiseres på ekvatorplanet (papirplanet). Et plan som ligger vannrett vil ha en normal som står loddrett og projiseres i stereonettets sentrum. Et plan som står loddrett vil ha en normal som skjærer kuleflaten ved ekvator og dermed ligge i sirkellinjen på stereonettet.
Vedlegg 4 021-7 ARBEIDER FORAN STUFF, STABILITETSSIKRING OG VANN- OG FROSTSIKRING Tabell 7.1 Sammenhengen mellom bergmasseklasser (Q-systemet) og sikringsklasser permanent sikring Bergmasse klasse Bergforhold Q-verdi (1) Sikringsklasse Permanent sikring A/B Lite oppsprukket bergmasse. Midlere sprekkeavstand > 1m. Q = 10 100 Sikringsklasse I - Spredt bolting - Sprøytebetong B35 E700 C D E F 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 tykkelse 80 mm, ned til 2 m over såle Sikringsklasse II - Systematisk bolting (c/c 2 m), endeforankrete, 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), endeforankrete, endeforankrete 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. (2) - Sålestøp vurderes Sikringsklasse V - Forbolting, c/c 200 300 mm, ø32 mm eller stag (selvborende). - Sprøytebetong B35 E1000, tykkelse 150 250 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. (2) - Armert sålestøp, pilhøyde min. 10 % av tunnelbredden. G Eksepsjonelt dårlig bergmasse, stort sett løsmasse, Q < 0,01 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. 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. Vegdirektoratet 73
Glimmerskifer/fylitt Grafitt registrert på f-plan. Pel 62-100: Antatt bergklasse C - D, sikringsklasse II og III. Foto 2 og 3 Portal/ stålrørskonstruksjon Foto 1
Glimmerskifer/fylitt Grafitt registrert på f-plan. Svakhetssone I: Sprekkesone, forvitret berg Pel 100-200: Antatt bergklasse D og sikringsklasse III. Stor usikkerhet pga. innkledt i PE-skum. Ø
Glimmerskifer/fylitt stedvis kvartsbåndet. Grafitt registrert på f-plan. Stedvis forvitret berg. Pel 200-300: Antatt bergklasse D og sikringsklasse III. Svakhetssone II: Knusningssone, mulig svelleleire. 10 15 cm sprekkefylling, Bergklasse E, sikringsklasse IV. Foto 4
Svakhetssone V: Knusningssone, mulig svelleleire. Antatt bergklasse E og sikringsklasse IV. Foto 8 Foto 7 Svakhetssone IV: Sone med grafitt, mektighet 0,5 m. Svovelkis er registrert i sonen. Glimmerskifer/fylitt Grafitt registrert på f-plan.stedvis svært forvitret berg. Pel 300-400: Antatt bergklasse D og sikringsklasse III. Svakhetssone III: Knusningssone, mulig svelleleire. Bergklasse E og sikringsklasse IV. Foto 5 Foto 6
Glimmerskifer/fyllitt med kvartslirer. Grafitt registrert på f-plan. Stedvis tett forskifret og forvitret berg. Pel 400-500: Antatt bergklasse C-D og sikringsklasse II-III.
Glimmerskifer/fylitt Grafitt registrert på f-plan. Stedvis tett forskifret og forvitret berg. Antatt bergklasse D og E og sikringsklasse III og IV. Foto 9
Glimmerskifer/fylitt Grafitt registrert på f-plan. Stedvis tett forskifret og forvitret berg. Pel 600-700: Antatt bergklasse D og E og sikringsklasseiii og IV.
Glimmerskifer/fylitt med kvartslinser. Grafitt registrert på f-plan. Knusningssone, mulig svelleleire. Antatt bergklasse E og sikringsklasse IV. Pel 700-800: Antatt bergklasse D og E og sikringsklasse III og IV. Utfall Stedvis tett forskifret og forvitret berg. Foto 10
Vedlegg 6
Fv 868-3 Pollfjelltunnelen Oversiktskart 05.12.2011 Målestokk 1:500000
Tegning 2
Tegning 3
Tegning 4: Havarinisje M1, pel 230 med utvidelse for teknisk rom skissert
Tegning 5: Eksempel scannede profiler i forhold til teoretisk sprengningsprofil, pel 170, 230,300 og 400
Tegning 6: Eksempel scannede profiler i fohold til teoretisk sprengningsprofil pel 500, 600 og 710
Tegning 7: Møteplass (havarinisje) M3, pel 710