Geologi E6-12 TUNNEL VED REINFORSHEIA I RANA KOMMUNE. INGENIØRGEOLOGISK RAPPORT TIL DETALJREGULERINGPLAN 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. 2010014286-58 Region nord Ressursavdelingen Geo- og laboratorieseksjonen 2011-09-14
Oppdragsrapport Nr. 2010014286-58 Labsysnr. 50506-2 Region nord Ressursavdelingen Geo- og laboratorieseksjonen Geologi E6-12 TUNNEL VED REINFORSHEIA I RANA KOMMUNE. INGENIØRGEOLOGISK RAPPORT TIL DETALJREGULERINGSPLAN www.vegvesen.no UTM-sone Euref89 Ø-N 33 469000-7358720 Oppdragsgiver: Antall sider: Vegpakke Helgeland v/ Børge Johnsen 15 Dato: Antall vedlegg: 2011-09-14 3 Kommune nr. 1833 Kommune RANA Utarbeidet av (navn, sign.) Antall tegninger: Viggo Aronsen 7 Papirarkivnummer Sammendrag Seksjonsleder (navn, sign.) Leif Jenssen Kontrollert Statens vegvesen planlegger alternativ trasè for E6-12 med en ~625 m lang tunnel mellom søndre del av Reinforsheia og mot Røssvoll ved Langvassåga i Rana kommune. Tunnelen er planlagt rett i hoveddelen og søndre del. Kurve med radius 450 m er planlagt i nordenden. Tunnelen har helning ~5% i søndre del og ~1.7% i nordre del. Tunnelen er planlagt i klasse C, tunnelprofil T10.5. I henhold til NS-EN 1997-1:2004 NA:2008 Eurocode 7 er geoteknisk kategori 2 og 3 valgt for tunnelen. Glimmerskifer med varierende sammensetning er dominerende bergart langs hele tunneltrasèen, stedvis med granittiske ganger. For det aktuelle området er det påvist 4 lineamenter som antas å være svakhetssoner. Under den mest markerte er det liten bergoverdekning ned mot 6 m. Det er ingen vann eller elver over tunneltrasèen, og det er et begrenset nedslagsfelt som drenerer over tunneltrasèen. Kun en mindre bekk er observert, Nilsbekken. Bergoverdekningen er mellom 6-30 m, typisk 12 m, unntatt ved påhuggene. Bergstabilitetsmessig vurderes tunnelen å la seg sikre med konvensjonelle sikringsmetoder. Emneord: geologi, tunnel, reguleringsplan Distribusjonsliste Antall Distribusjonsliste Antall
Geologisk rapport nr. 2010014286-58 INNHOLDSFORTEGNELSE 1 INNLEDNING/ORIENTERING... 4 1.1 BAKGRUNN... 4 1.2 TRASÈVALG OG RAPPORTENS INNHOLD... 4 1.3 GRUNNUNDERSØKELSER... 4 1.3.1 Tidligere undersøkelser... 4 1.3.2 Undersøkelser... 4 1.4 LINJEFØRING, TVERRSNITT... 5 1.5 GEOTEKNISK KATEGORI... 5 1.6 INGENIØRGEOLOGISK KOMPETANSE I BYGGEFASEN... 6 2 GENERELL GEOLOGI... 6 2.1 KVARTÆRGEOLOGI... 6 2.2 BERGGRUNNEN GENERELT... 6 2.2.1 Skifrighet og oppsprekning... 7 2.2.2 Svakhetssoner i berggrunnen... 7 3 BERGTRYKK... 7 4 VANNFORHOLDENE... 8 5 INGENIØRGEOLOGISKE VURDERINGER... 8 5.1 BERGMASSEKVALITET... 8 5.2 SVAKHETSSONER... 9 5.3 SØNDRE PÅHUGG VED SANDBAKKBEKKEN... 9 5.4 NORDRE PÅHUGG VED RØSSVOLL... 9 5.5 RYSTELSESKRAV OG BYGNINGSBESIKTIGELSE GENERELT... 10 6 SIKRINGSARBEIDE... 11 7 VANN- OG FROSTSIKRING... 12 8 ANVENDELSE AV TUNNELMASSENE... 14 9 FORSLAG TIL VIDERE UNDERSØKELSER... 14 10 SHA (HMS) FORHOLD... 15 11 REFERANSER / EKSISTERENDE INFORMASJON... 15 VEDLEGGSOVERSIKT Fotografier, 10 sider. 1. Sprekkerose 2. Forklaringer strøk/fall Stereografisk projeksjon. 3. Kartutsnitt NGUs berggrunnkart og løsmassekart. Målestokk Format Tegninger. 01: Oversiktskart 1:50 000 A4 02: Geologisk kart 1:2 000 A3-liggende 03: Geologisk profil H 1:2 000 V1:2 000 og 1:400 A3-liggende 04: Søndre påhugg 1: 500 A4 05: Profil søndre påhugg 1: 500/ 1:500 A4 06: Nordre påhugg 1: 500 A4 07: Profil nordre påhugg 1: 500/ 1:500 A4 Region nord - Ressursavdelingen - Geo- og laboratorieseksjonen Side 3 av 15
Geologisk rapport nr. 2010014286-58 1 INNLEDNING/ORIENTERING 1.1 BAKGRUNN Statens vegvesen planlegger alternativ trasè for E6-12 med en ~625 m lang tunnel mellom søndre del av Reinforsheia og mot Røssvoll ved Langvassåga i Rana kommune, se foto 1 og tegning 01. Denne rapporten inngår i detaljreguleringsplanen for E6 Fallheia Sandheia i Rana kommune. Foreliggende ingeniørgeologiske rapport til reguleringsplanen er utarbeidet av Viggo Aronsen. 1.2 TRASÈVALG OG RAPPORTENS INNHOLD Trasèen regnes nå som fastlåst, evt. bare justeres innenfor få meter (bl.a. optimalisere påhuggsområdene). Foreliggende rapport inneholder en beskrivelse av de geologiske forhold langs trasèen, samt ingeniørgeologiske vurderinger av trasèen. I rapporten er det utarbeidet et sikringsanslag på reguleringsplannivå. 1.3 GRUNNUNDERSØKELSER 1.3.1 Tidligere undersøkelser Det er fra tidligere planfase ikke utført geologisk kartlegging/undersøkelser. 1.3.2 Undersøkelser Geologiske undersøkelser er utført til reguleringsplanen. Kart 1: 5 000 er benyttet, i tillegg til kart med 1 m koter. Blotningsgraden langs trasèen og inntil 100 m til hver side er liten, anslagsvis 20 %. Det er derfor utført støttekartlegging av berggrunnen langs tilstøtende bergskjæringer, se fotoene 5, 6, 10 og 13. Skjæringene er lokalisert i forlengelsen av skifrigheten. Berggrunnskart i 1:50 000-serien, 2027 IV Storforshei [1] er tidligere kartlagt av Norges Geologiske Undersøkelse (NGU), og er benyttet ved de geologiske undersøkingene, se kartutsnitt i figur 1 i vedlegg 3. Kvartærgeologisk kart fra NGU.no er tidligere kartlagt av NGU [2], se kartutsnitt i figur 2 i vedlegg 3. Lineament er tolket fra kart og flybilder [3]. Fjellkontrollboringer er gjennomført ved søndre påhugg og systematisk langs trasèen dekt av løsmasser og langs det mest markerte lineamentet/søkket i terrenget [4]. Region nord - Ressursavdelingen - Geo- og laboratorieseksjonen Side 4 av 15
Geologisk rapport nr. 2010014286-58 1.4 LINJEFØRING, TVERRSNITT Tunnelen er planlagt rett i hoveddelen og søndre del. Kurve med radius 450 m er planlagt i nordenden. Tunnelen har helning ~50 i søndre del og ~17 i nordre del. Ut i fra tunnellengden på 625 m og forventet trafikkmengde, ÅDT=4300 i år 2037, havner tunnelen ifølge normalene i klasse C, tunnelprofil T10.5. 1.5 GEOTEKNISK KATEGORI I henhold til NS-EN 1997-1:2004+NA:2008 Eurocode 7: Geoteknisk prosjektering, Del 1: Allmenne regler og NS-EN 1997-2:2008 Eurocode 7: Geoteknisk prosjektering, Del 2: Regler basert på grunnundersøkelser og laboratorieprøver [8, 9] er konsekvens- /pålitelighetsklasse (CC/RC) satt til klasse 2. Dette medfører at det skal benyttes klasse 2 som geoteknisk kategori for dette prosjektet. Kontrollklasse er satt til Normal (N) kontroll. Deler av tunnelen er valgt til konsekvens/pålitelighetsklasse (CC/RC) 3 på grunn av liten overdekning. Dette gjelder ved antatt svakhetssone d), en strekning på 80 m mellom pel 1220 1300. Denne delen blir i geoteknikk kategori 3 og i utvidet prosjekteringskontroll (U). Skjema for valg av geoteknisk kategori/konsekvensklasse/pålitelighetsklasse og kontrollform er vist på side 2 i rapporten. I utvidet prosjekteringskontroll (U) utføres av annet foretak enn det som utførte prosjekteringen, uavhengig prosjekteringskontroll (Geoteknisk kategori 3). Tabell 1: Krav til kontrolltiltak relatert til Geoteknisk kategori Kontroll av Utførelse Grunnforhold Inspeksjon, enkle kvalitetskontroller, kvalitativ bedømmelse Befaring, registrering av jord og berg som avdekkes ved graving Geoteknisk kategori 1 2 3 Grunnens egenskaper, arbeidsrekkefølge, konstruksjonens oppførsel Kontroll av egenskap til jord og berg i fundamentnivå Tilleggsmålinger der det er aktuelt: - av grunn og grunnvann, - arbeidsrekkefølgen, - materialenes kvalitet, - tegninger, - avvik fra prosjektering - resultat av målinger, - observasj. av miljøforh. - uforutsette hendelser Ekstra undersøkelser av jord og berg som kan være viktige for konstruksjonen Grunnvann Dokumentert erfaring Observasjoner/målinger Byggeplass Ikke krav til tidsplan Utførelsesrekkefølge angis i prosjekteringsrapport Overvåkning Enkel, kvalitativ kontroll Måling av bevegelser på utvalgte Måling av bevegelser og analyser av punkter konstruksjon Region nord - Ressursavdelingen - Geo- og laboratorieseksjonen Side 5 av 15
Geologisk rapport nr. 2010014286-58 1.6 INGENIØRGEOLOGISK KOMPETANSE I BYGGEFASEN Før byggefasen skal ansvarlig ingeniørgeolog for prosjektet utnevnes. Denne personen må ha relevant erfaring og utdanning, samt inneha minimum 3 års relevant erfaring fra tunnelanlegg. I tillegg bør byggherren tilknytte seg 3 kontrollingeniører til å følge skiftene. Disse må 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 ingeniørgeologiske sluttrapporter for tunnelprosjektene. 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. - God kunnskap om innholdet i ingeniørgeologisk rapport til reguleringsplan/byggeplan, samt utførte grunnundersøkelser. - God kunnskap om innholdet i håndbok 021 og teknologirapport 2538. - Kjennskap til prosjektets risiko og sårbarhetsanalyse. 2 GENERELL GEOLOGI 2.1 KVARTÆRGEOLOGI Terrenget over tunnelen er preget av tynt humus-/torvdekke [2], se utsnitt av løsmassekart fra NGU i vedlegg 3. Fra grunnboringer [4] varierer løsmasse-mektigheten typisk mellom 0.5 2 m. Løsmassene er fast lagret med unntatt av et tynt topplag som er løsere. Opp til 4 m løsmasser i søkk i terrenget. 2.2 BERGGRUNNEN GENERELT Glimmerskifer med varierende sammensetning er dominerende bergart langs hele tunneltrasèen, stedvis med granittiske ganger. Se eksempel i fotoene 7, 8, 9, 11 og 19 og tegningene 02 og 03. Fra berggrunnskartet utarbeidet av NGU [1] er hovedbergartene langs trasèen zoisittkalkglimmerskifer, vanligvis granatførende, brunlig kalkspatøyne i kvartsslirer og kvartsglimmerskifer, kvartssliret, stedvis disthen- og/eller granatførende, stedvis garbenskiferlag. Skifrighetsplanet er orientert i Ø-V lig retning med svakt fall mot S. Det er gunstig stor vinkel til tunneltrasèen. Strukturgeologisk er bergartene tolket som omdannede (metamorfoserte) sedimentære og vulkanske bergarter av antatt senprekambrisk til kambro-ordovicisk alder, tilhørende Plurdekket som er en del av Rødingsfjelldekkekomplekset fremskjøvet under den kaledonske fjellkjededannelsen. Region nord - Ressursavdelingen - Geo- og laboratorieseksjonen Side 6 av 15
Geologisk rapport nr. 2010014286-58 2.2.1 Skifrighet og oppsprekning På grunn av den kaledonske fjellkjedefoldingen med opptil tre foldefaser er berggrunnen komplekst foldet. Store eller komplekse foldinger er ikke observert, men stedvis kan fallet på skifrigheten variere noe. Hovedretningen på skifrighetsplanet er orientert i en Ø-V lig retning med slakt til moderat fall mot S, se kontureringen av skifrighetsplanet i vedlegg 1. Oppsprekningen langs skifrighetsplanet varierer stedvis. I tillegg til stedvis oppsprekning langs skifrighetsplanet er det kartlagt 2 sprekkesett, se sprekkerosene i vedlegg 1. Det mest dominerende sprekkesettet er orientert SØ-NV lig retning med steilt fall mot SV. Enkelte steile sprekker i dette sprekkesettet er også registrert med fall mot NØ. Sprekkene i dette sprekkesettet er karakterisert som gjennomsettende, med typisk sprekkeavstand varierende mellom 0.2 1.5. Det er påvist indikasjon på bevegelse (slickenside) langs dette planet, se eksempel i foto 12. Et mindre dominerende sprekkesett er orientert lik skifrigheten i en Ø-V lig retning med moderat til steilt fall mot nord. Dette er preget av stor sprekkeavstand i størrelsesorden 1 > 2 m. Utover disse sprekkesettene er det observert en del villsprekker. 2.2.2 Svakhetssoner i berggrunnen Svakhetssonene i berggrunnen sees vanligvis som lineamenter eller markerte søkk eller daler i terrenget. For det aktuelle området er det påvist 4 lineamenter fra både flyfoto og kart som krysser tunneltrasèen, benevnt a, b, c og d, se tegningene 02 og 03. Dette er antatte svakhetssoner med mektighet i horisontalplanet på 10-20 m. Lineament langs Nilsbekken, d er målt til ~17 m bredde langs terrenget over tunneltrasèen. Disse lineamentene følger skifrigheten i glimmerskiferen som er orientert i en Ø-V lig retning, og har antatt fall lik skifrigheten med slakt fall ~20 mot S. For sone a og d kan lineamentene representere overgang mellom bergarter med ulike forvitringsegenskaper. 3 BERGTRYKK Det er ikke utført bergspenningsmålinger i området. Vurderinger knyttet til bergtrykk er basert på topografiske forhold. Høye horisontalspenninger er ikke uvanlig i Rana-området. Tunnelen er planlagt i gjennom en fjellskråning ~5 km på østsiden fra Risfjellet, 510 moh Nivå tunnelsåle er 55-80 moh. Tunnelen er planlagt med overdekning i størrelsesorden 6-30 m, typisk 12 m overdekning. Region nord - Ressursavdelingen - Geo- og laboratorieseksjonen Side 7 av 15
Geologisk rapport nr. 2010014286-58 Hvis et gravitativt spenningsbilde legges til grunn, kan det forventes lave spenninger. Det forventes ikke bergtrykksproblemer, men det kan ikke utelukkes at store horisontale bergtrykk kan opptre. Dette må videreføres i prosjektet, og håndteres i kontrakts- /byggefasen dersom problemer skulle oppstå. 4 VANNFORHOLDENE Det er ingen vann eller elver over tunneltrasèen, og det er et begrenset nedslagsfelt som drenerer over tunneltrasèen. Kun en mindre bekk er observert, Nilsbekken. Vannlekkasjer i tunnelen forventes som spredte drypp og mindre punktlekkasjer i sammenheng med sprekker og svakhetssoner, samt i påhuggsområdene. Vannføring i forbindelse med karstkanaler kan ikke utelukkes, der berggrunnen er kalkholdig. Se eksempel i foto 20. Det forventes noe vannlekkasje i forbindelse med mye nedbør og ved snøsmelting gjennom hele tunnelen. 5 INGENIØRGEOLOGISKE VURDERINGER 5.1 BERGMASSEKVALITET Hovedbergartene langs tunneltrasèen er kalkglimmerskifer og kvartsglimmerskifer. Anleggsteknisk er det liten forskjell mellom disse to bergartene, men høyere kvartsinnhold gir økt slitasje på borstål. Tunneltrasèen har gunstig linje normalt på skifrighetsplanet. Helningen på skifrigheten varierer mellom 15-20. Der helningen er på sitt slakeste vil konturen i hengen kunne følge evt sprekker/svakhetsplan i skiferen. Dette skal håndteres under drivingen. Ved driving fra nord mot sør vil man først påtreffe eventuelle svakhetsplan langs skifrigheten i hengen. På grunn av liten vinkel mellom skifrighetsplanet og tunneltrasèen kan det forventes boravvik og korrigerende tiltak må gjennomføres. Oppsprekking langs 3 sprekkesett, der det ene er steilt og har liten vinkel til tunneltrasèen forventes å gi et småfallent og detaljoppsrukket berg i vegger-vederlag. Det slakthellende skifrighetsplanet vil gi småhakket heng og stedvis vil hengen følge skifrighetsplanet. Langs det markerte sprekkesettet orientert i en SØ-NV lig retning med steilt fall mot SV er det ikke påvist markerte lineamenter. Det er registrert bevegelse langs disse sprekkeplanene, så hver enkeltsprekk kan representere en mindre svakhetssone. Spesielt langs østre vegg-vederlag vil det være fare for blokkutfall. Driving på synk fra sørsiden er gunstig med hensyn til at potensielle svakhetsplan/soner påtreffes først i sålen. Ugunstig med hensyn til at drivevann må pumpes ut. Betraktninger knyttet til drift og vedlikehold, samt dagens praksis med hensyn til arbeidssikring, sannsynliggjør at tunnelen vil bli sikret med 8-10 cm sprøytebetong fra såle til såle i kombinasjon med systematisk bolting. Region nord - Ressursavdelingen - Geo- og laboratorieseksjonen Side 8 av 15
Geologisk rapport nr. 2010014286-58 5.2 SVAKHETSSONER Det antas at bergmasser i sonene a-d består av bergklasse E og må sikres i sikringsklasse IV med forbolter og armerte sprøytebetongbuer eventuelt også sålestøp, i tillegg til systematisk bolting og sprøytebetong. Svakhetssoner med antatt forløp langs skifrigheten anbefales sonderboret under drivingen. Før påvisning av forløp i berggrunnen kan supplerende undersøkelser med resistivitetsmålinger vurderes. Korte salvelengder eventuelt oppdelt tverrsnitt kan være nødvendig. 5.3 SØNDRE PÅHUGG VED SANDBAKKBEKKEN Søndre påhugg er planlagt ved ~ pel 908 i slak skråning nord for Sandbakkbekken, se fotoene 2,3 og 4 og tegningene 04 og 05. Her er bergoverdekningen 4 m, i tillegg til ~1 m torvlag/faste masser. Veglinjen er planlagt normalt på skråningen. Fra påhugget stiger terrenget slakt jevnt med ~3 til ~10 m overdekning ved pel 970. Tunneltrasèen dykker ved påhugget med -50. Terrengoverflaten er vegetasjonsdekt uten bergblotninger. Fjellkontrollboringer gir løsmassemektigheter mellom 0.6-1.2 m. Løsmassene må arronderes med stabil helling, sikres fot eller plastres med steiner/blokker for å forhindre utrasing. 68 m lang forskjæring jevnt stigende i høyde mellom pel 840 og påhugget pel 908. 5.4 NORDRE PÅHUGG VED RØSSVOLL Nordre påhugg er planlagt ved ~ pel 1533 i bergskråningen på sørsiden av Langvassåga, se foto 15, 16 og 17 og tegningene 06 og 07. Her er bergoverdekningen 4 m, i tillegg til 1 m torvlag. Veglinjen er planlagt normalt på skråningen. Fra påhugget stiger terrenget raskt med ~40. Tunneltrasèen stiger ved påhugget med 17. Skråningen i påhuggsområdet er preget av små skrenter og tynt vegetasjonsdekke/torvlag, se foto 14. Det er påvist løse enkeltblokker. I forbindelse med etablering av påhugget må slike løse blokker nedrenskes eller sikres hvis de utgjør en fare for påhugget. 17 m lang forskjæring jevnt stigende mellom pel 1550 og påhugget ved pel 1533. Region nord - Ressursavdelingen - Geo- og laboratorieseksjonen Side 9 av 15
Geologisk rapport nr. 2010014286-58 5.5 RYSTELSESKRAV OG BYGNINGSBESIKTIGELSE GENERELT For å unngå skade på byggverk beregnes rystelseskrav angitt som toppverdien av vertikal svingehastighet, målt i mm/s. Veiledende grenseverdier for vertikal svingehastighet beregnes ut i fra NS8141 [5]. Denne er under revisjon. Ny versjon må benyttes når denne foreligger. Tunnelen er planlagt øst for bebyggelsen på Reinforsheia. Nærmeste hus til tunnelen er ~140 m ved søndre påhugg og 130 m ved pel 1330. Bru langs eksiterende E6 har avstand 140 m fra nordre påhugg. Under arbeidet med byggeplan bør det gjennomføres beregning av rystelseskrav i henhold til standarden for disse bygningene/ konstruksjonene. For en bolig fundamentert på berg vil rystelseskravet typisk ligge mellom 35 og 50 mm/s. Bygningsbesiktigelse for de nærest husene øst for tunnelen. Bygningsbesiktigelse gjennomføres for å dokumentere tilstand på bygningenes fundament før sprengningsarbeidene starter. Eksisterende skader på murer og annen fundamentering bør dokumenteres ved hjelp av foto. Region nord - Ressursavdelingen - Geo- og laboratorieseksjonen Side 10 av 15
Geologisk rapport nr. 2010014286-58 6 SIKRINGSARBEIDE Klassifiseringen av bergmassen med hensyn til bergsikring er utført i henhold til håndbok 021 Vegtunneler [6]. Under driving av tunnelene skal bergmassen kartlegges på stuff, som grunnlag for å fastslå det endelige sikringsomfanget. Det understrekes at klassifiseringen under er en tolkning basert på eksisterende grunnlag. Da det er begrenset med blotninger langs tunneltrasèen, blir klassifiseringen noe usikker. Forbolting (spiling) vil være aktuelt ved påhuggene og ved de antatte svakhetssonene. Mulig vil vertikale forbolter satt fra terrengoverflaten ved det søndre påhugget være hensiktsmessig, montert før sprengning av påhuggsflaten. For oversiktens skyld er alle bergmasseklasser og sikringsklasser tatt med. Tabell 2: Antatte bergklasser med tilhørende sikringsklasser for tunnelen A/B C D E F Bergklasse Sikringsklasse I II III IV V Sikringsmetode Fiberarmert sprøytebetong B35 E700 8cm ned til 2 m over såle, spredt bolting Fiberarmert sprøytebetong B35 E700 8cm ned til såle, systematisk bolting c/c 2 Fiberarmert sprøytebetong B35 E1000 100 mm eller mer ned til såle, systematisk bolting c/c 1,5 Fiberarmert sprøytebetong B35 E1000 15 cm ned til såle, Systematisk bolting c/c 1,5 gyste, Forbolter Armerte sprøytebetongbuer Sålestøp vurderes Fiberarmert sprøytebetong B35 E1000 15-25 cm ned til såle, Systematisk bolting c/c 1-1,5 gyste, Forbolter Armerte sprøytebetongbuer Armert sålestøp Sikringsmengde pr. løpemeter 0 m 3 0 stk 2,7 m 3 4,5 stk 3,3 m 3 8 stk 5,0m 3 8 stk.... Antatt fordeling i tunnelen % Antatt meter lengde av tunnelen 0 0 35 218 54 337 11 70 0 0 G VI Driving og permanent sikring dimensjoneres spesielt 0 0 Region nord - Ressursavdelingen - Geo- og laboratorieseksjonen Side 11 av 15
Geologisk rapport nr. 2010014286-58 Tabell 3: Antatt sikringsmengder fordelt på type Type sikring Mengde 4 m bolt, ø20 mm, endeforankret, gyst 4 300 stk (kombinasjonsbolt) 3 m bolt, ø20 mm, gyst 100 stk Sprøytebetong E700 600 m 3 Sprøytebetong E1000 1 500 m 3 6 m forbolter, ø32 mm 1 200 stk Sprøytebetongbuer 20 stk Merknad: I tillegg kommer bolter og sprøytebetong for sikring av forskjæringer og påhuggsflater I tillegg kommer betongportaler I tillegg anslås behov for sikring av forskjæringer og påhuggsflater: - 50 stk 3 m lange, ø20 mm bergbolter - 20 stk 4 m lange, 20 mm bergbolterer For de antatte svakhetssonene a-d er bergklasse E med tilhørende sikringsklasse IV antatt, se tabell 2. Ved nordre påhugg vil det være hensiktsmessig å sikre påhugget med vertikale forbolter pga det slakt fallende skifrighetsplanet. Ved søndre påhugg er det svakt stigende berg langs tunneltrasèen, slik at systematisk forbolting fra påhugget og 20 m langs tunneltrasèen må vurderes. Estimert portallengde (må detaljvurderes på byggeplan) - Nordre påhugg: 6 m, derav 4 m frittstående del og 2 m kontaktstøpt del. - Søndre påhugg: 6 m, derav 4 m frittstående del og 2 m kontaktstøpt del. Lengden på frittstående del må tilpasses sikring av løsmassene over berget. 7 VANN- OG FROSTSIKRING På grunn av den begrensede overdekningen i størrelsesorden 7-27 m må det påregnes mindre lekkasjer/vanndrypp i tunnelen ved nedbør/snøsmelting. Noe større lekkasjer ved kryssende Nilsbekken ved pel 1280. For hele tunnelen forventes det derfor behov for vann/frostsikring. Terrenget heller fra vest mot øst over tunnelen, og en del forsenkninger vil samle vann. Fra håndbok 163 Vann- og frostsikring i tunneler [7] finner man frostmengden og årsmiddeltemperatur i Rana kommune. Den planlagte tunnelen ligger i innlandsklima. Fra figur 4.1 i håndbok 163, avleses krav til isolasjon, U-verdi i yttersonene til tunnelen. Tunnelen er så kort at det forventes frost gjennom hele tunnelen. Region nord - Ressursavdelingen - Geo- og laboratorieseksjonen Side 12 av 15
Geologisk rapport nr. 2010014286-58 Tabell 4: Dimensjonerings-grunnlag frostsikring Parameter Verdi Frostmengde Rana kommune F 10 = 25 000 h C Årsmiddeltemperatur Rana kommune 3 C Høyde over havet Mo i Rana ca. 50 m.o.h. Det er uvesenlig høydeforskjell mellom Mo i Rana og < 30 m påhuggs-stedene. Krav til U-verdi 0.58 For sikrere temperatur registreringer anbefales det å undersøke muligheter for historiske temperatur-verdier ved Mo i Rana lufthavn, Røssvoll. Denne ligger i samme området som tunnelen. For tunneler i tunnelklasse C skal det i innkjøringssonene benyttes løsninger som inkluderer gjennomgående veggelementer av betongtunnelklasse C, jfr HB 021, kap. 7.6.2. [6]. For øvrig skal det benyttes en nedre føringskant av betong, minimums høyde skal være 0.9 m over skulder. Ved bruk av PE-skum som vann-/frostsikring dekt med 80 mm sprøytebetong gir dette tykkelsen på PE-skum på minimum 50 mm i hele tunnelen. For Illhølliatunnelen noen km lengre nord ble det benyttet 60 mm brannsikret PE-skum. Dette fungerer bra ifølge lokalkjente. Om veggelementer skal velges for hele tunnelen og tykkelse på PE-skummet må avgjøres i byggeplanen. Alternative metoder til vann- og frostsikring må vurderes dersom andre godkjente løsninger finnes på et senere tidspunkt. I tabell 5 viser oversikt over forventet vann-/frostsikring av vegger-heng. Tabell 5: Sikringsprognose vann-/frostsikring. Sikring Enhet Antall Veggelementer i hver innkjøringssone 1) m 2 1 400 PE-skum 2) m 2 10 250 Brannsikring med sprøytebetong m 3 900 Merknad: 1. Forutsatt innkjøringssone 100 m. Vegg-elementhøyde 3.5 m. 2. Det er beregnet at PE-skummet monteres i normalprofilet og platene avsluttes ved føringskanten~1 m over vegnivå. Lengde 18 m. Ved søndre påhugg dykker tunnelen. Overflatevann må håndteres for ikke å bli ledet inn i tunnelen. Det gjøres spesielt oppmerksom på frostsikring av vegfundamentet, jfr 021 pkt 9 [6], da frostmengden i tunnelen antas > 10 000. Region nord - Ressursavdelingen - Geo- og laboratorieseksjonen Side 13 av 15
Geologisk rapport nr. 2010014286-58 8 ANVENDELSE AV TUNNELMASSENE Det er ikke foretatt undersøkelser av mekaniske egenskaper eller borbarhet- og sprengningsegenskapene. Berggrunnen langs tunneltrasèen domineres av den anisotrope bergarten glimmerskifer. Erfaring fra tilsvarende anlegg tilsier at denne bergarten (metamorf bergart med skifrig struktur, oftest med høyt glimmerinnhold og liten trykkstyrke) har dårlig sprengbarhet (stor demping), men er lett å bore i. I de tilfeller der kvartsinnholdet er høyere medfører dette økt borslitasje. Det anbefales at sprengstein fra tunnelene ikke benyttes til forsterknings- eller bærelag, der det stilles krav til materialene. Det må påregnes stor nedknusning, og behov for masseutskifting. 9 FORSLAG TIL VIDERE UNDERSØKELSER Geologisk kartlegging Supplerende berggrunnskartlegging til byggeplanen/konkurransegrunnlaget. Resistivitetsmålinger av det mest markerte lineamentet / antatte svakhetssonen For bedre dokumentasjon på forløp av antatt svakhetssone d) ved pel 1240, kan det vurderes bruk av 2D resistivitetsmålinger i profil langs terrengoverflaten mellom pel 1220-1360, 140 m. Avhengig av resultater fra resistivitetsmålinger kan kjerneboring vurderes. Tilstandsvurdering av bygg/installasjoner med hensyn til rystelseskrav fra sprengningen Det anbefales utført tilstandsvurdering av fundamenteringsforhold og tilstand til bygg/installasjoner langs en sone 200 m til hver side for tunneltrasèen. Dette gjelder bebyggelse på østsiden av tunnelen, < 10 stk bygninger, samt søndre brufundament til bru over Langvassåga. Beregning av rystelsekrav langs trasèen Fra registreringsarbeidet må det fastsettes rystelseskrav langs trasèen i henhold til NS 8141, Vibrasjoner og støt. Måling av svingehastighet og beregning av veiledende grenseverdier for å unngå skade på byggverk. [5]. Forslag til måleprogram og plassering av rystelsesmålere må utarbeides. Det gjøres oppmerksom på at dagens standard er under revisjon og ny standard kan foreligge under byggeplan, og da må den nye standarden anvendes. Region nord - Ressursavdelingen - Geo- og laboratorieseksjonen Side 14 av 15
Geologisk rapport nr. 2010014286-58 10 SHA (HMS) FORHOLD Det er ikke påvist spesielle forhold som skulle fravike fra konvensjonell tunneldrift. Nedenfor følger en del forhold som likevel kommenteres. Listen er ikke uttømmende. Terrenget overfor nordre påhugg er preget av små skrenter og tynt vegetasjonsdekke/torvlag, og det kan forventes noe skredfare i form av steinsprang. Før arbeidet med forskjæring/tunneldrift igangsettes anbefales det at fjellskråningen gås over med rensk av eventuelle labile blokker. Portal må planlegges i tilstrekkelig lengde for å håndtere steinsprangfaren. Dette påhugget er ved en lokalveg. Interimsløsninger må ivareta både trafikkmessige forhold og anleggsforhold. Over og ved det søndre påhugget må løsmasser sikres under anleggsarbeidene. Mulig karst i kalkglimmerskiferen, og dette må håndteres sprengningsteknisk. 11 REFERANSER / EKSISTERENDE INFORMASJON 1. Norges Geologiske undersøkelse (1989): Berggrunnskart 1:50 000. Storforshei 2017 IV. 2. Norges Geologiske undersøkelse: Kvartærgeologisk kart fra NGU.no 3. Terratec, Lysaker. Flyfoto i målestokk ~1:16 000, dekning 1864, bildene G31-G34, 1966. 4. Geoteknikk: E6-12 Mo nord Røssvoll. Parsell: Fallheia-Sandheia. Sveis 2010014286-43, 11.08.2010. 5. NS 8141, Vibrasjoner og støt. Måling av svingehastighet og beregning av veiledende grenseverdier for å unngå skade på byggverk. 2.utgave juni 2001 6. Statens vegvesen (2010): Vegtunneler. Håndbok 021 7. Statens vegvesen (2006): Vann- og frostsikring i tunneler. Håndbok 163 8. Norsk Standard (2008): NS-EN 1997-1+NA:2008: Eurocode 7: Geoteknisk prosjektering. Del 1: Allmenne regler. 9. Norsk Standard (2008): NS-EN 1997-2+NA:2008: Eurocode 7: Geoteknisk prosjektering. Del 2: Regler basert på grunnundersøkelser og laboratorieprøver. Region nord - Ressursavdelingen - Geo- og laboratorieseksjonen Side 15 av 15
Reinforsheia Foto 1: E6-12 Planlagt tunnel ved Reinforsheia. Fra finn.no 3D. ca tunneltrasè. Foto 2: 3838 Langs Sandbakkbekken ved pel 840. Bilde tatt mot vest. FOTO Geo 50506-2 Foto E6-12 Tunnel ved Reinforsheia Statens vegvesen Region nord - Ressursenheten, Geo- og laboratorieseksjonen
Foto 3: 3841 Terrengoverflaten ved det søndre påhuggsområdet - forskjæringen ved pel 870. Foto 4: 3844: Terrengoverflaten ved søndre påhugg pel 908. Bilde tatt mot NNV. FOTO Geo 50506-2 Foto E6-12 Tunnel ved Reinforsheia Statens vegvesen Region nord - Ressursenheten, Geo- og laboratorieseksjonen
Foto 5: 3765 Bergskjæring langs dagens E6 øst for pel 950. Bilde tatt mot NV Foto 6: 3764 Bergskjæring langs dagens E6 øst for pel 950. Bilde tatt mot NV. FOTO Geo 50506-2 Foto E6-12 Tunnel ved Reinforsheia Statens vegvesen Region nord - Ressursenheten, Geo- og laboratorieseksjonen
Foto 7: 3769 Detalj av sprekkeplan orientert 160/84 (NV-SØ) fra dagens E6 bergskjæring øst for pel 940. Foto 8: 0825 Eksempel på glimmerskifer med kvarts-slirer/band. Fra skrent like vest for pel 1030. FOTO Geo 50506-2 Foto E6-12 Tunnel ved Reinforsheia Statens vegvesen Region nord - Ressursenheten, Geo- og laboratorieseksjonen
Foto 9: 0814 Eksempel på kvartsglimmerskifer med anrikning av granater. Ved pel 1270. Foto 10: 0755 Bergskjæring langs dagens E6 vest for pel 1450. FOTO Geo 50506-2 Foto E6-12 Tunnel ved Reinforsheia Statens vegvesen Region nord - Ressursenheten, Geo- og laboratorieseksjonen
Foto 11: 0751 Eksempel på granittiske ganger i glimmerskifer. Fra bergskjæring dagens E6 vest for pel 1450. Foto 12: 0758 Sprekkeplan Strøk/fall lik 145/80 med indikasjon på bevegelse. Bilde fra bergskjæring langs dagens E6 vest for pel 1450. FOTO Geo 50506-2 Foto E6-12 Tunnel ved Reinforsheia Statens vegvesen Region nord - Ressursenheten, Geo- og laboratorieseksjonen
Foto 13: 3856. Bergskjæring langs dagens E6 øst for pel 1510. Foto 14: 3753 Skråning ved nordre påhugg ved pel 1533. FOTO Geo 50506-2 Foto E6-12 Tunnel ved Reinforsheia Statens vegvesen Region nord - Ressursenheten, Geo- og laboratorieseksjonen
Nordre påhuggsområde Foto 15: 0737 Reinforsheia sett fra nordøst. Fjellskråning ved nordre påhugg. ~ Vegnivå Foto 16: 3734 Fjellskråning ved nordre påhugg. FOTO Geo 50506-2 Foto E6-12 Tunnel ved Reinforsheia Statens vegvesen Region nord - Ressursenheten, Geo- og laboratorieseksjonen
Foto 17: 3740 Ved nordre påhugg. Bilde tatt mot vest. Blå linje indikere vegnivå. Foto 18: 3745 Bergskjæring langs fv ~20 m vest for påhugget. FOTO Geo 50506-2 Foto E6-12 Tunnel ved Reinforsheia Statens vegvesen Region nord - Ressursenheten, Geo- og laboratorieseksjonen
Foto 19: 3744 Eksempel på kalkglimmerskifer ved nordre påhuggsområde. Bilde tatt mot sør. Foto 20: 3746 Blotning av karst i nedre del av fjellskråning like vest for nordre påhugg. FOTO Geo 50506-2 Foto E6-12 Tunnel ved Reinforsheia Statens vegvesen Region nord - Ressursenheten, Geo- og laboratorieseksjonen
15-20 Pol-plott med konturering: Skifrighet langs tunneltrasèen 50-85 15-20 70-90 Sprekkerose: Alle sprekksett inkludert skifrighetssprekker langs tunneltrasèen Sprekkerose: Alle sprekker Geo 50506-2 Konturering: Skifrighet Vedlegg: 1: Side 1 av 1. E6-12 Reinforsheia tunnel Dato/Sign: 31.05.2011. Viggo Aronsen Statens Vegvesen, region nord. Ressursenheten Geo- og laboratorieseksjonen
VEDLEGG 2: 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.
(A ) Figur 1: Kartutsnitt berggrunnskart: Storforshei 2027 IV. Opprinnelig målestokk: 1: 50 000.. = Tunneltrasè (A) (A) (A ) Figur 2: Utsnitt av lengdeprofil A-À. Fra berggrunnskart: Storforshei 2027 IV. Utdrag fra tegnforklaring: Plurdekket,omdannede sedimentære og vulkanske bergarter av antatt senprekambrisk til kambroordovicisk alder. 22 Metakvartskeratofyr, finkornet, hvit massiv, vanligvis svovelkisførende 23 Zoisitt-kalkglimmerskifer, vanligvis granatførende, brunlig kalkspatøyne i kvartsslirer. 29 Kvartsglimmerskifer, kvartssliret, stedvis disthen- og/eller granatførende, stedvis garbenskiferlag FOTO Geo 50506-2 Vedlegg 3. Side 1 av 2. E6-12 Reinforsheia tunnel Statens vegvesen Region nord - Ressursenheten, Geo- og laboratorieseksjonen
Figur 3: Kartutsnitt løsmasskart. Fra NGU.no. = Tunneltrasè. FOTO Geo 50506-2 Vedlegg 3. Side 2 av 2. E6-12 Reinforsheia tunnel Statens vegvesen Region nord - Ressursenheten, Geo- og laboratorieseksjonen
E6-12 Tunnel ved Reinforsheia N Tegning 50506-2 01 Dato: 1/07/11 Målestokk 1:50000