Statens vegvesen Notat-1 Til: Fra: Bjarne Mjelde v/ Vegavdelning Finnmark Andreas Persson Saksbehandler/innvalgsnr: Andreas Persson +47 974791 Kvalitetskontroll: Edvard Iversen Sveisnr: 21321299-24 Vår dato 28.8.213 Vår referanse: Andreas Persson, Geo og lab seksjonen E15, PARSELL 1B: INGENIØRGEOLOGISK VURDERING FOR ETABLERING AV ØSTRE PÅHUGG FOR TUNNEL GJENNOM TRIFONHØGDA - KONKURANSEGRUNNLAG BAKGRUNN På oppdrag fra Plan og Forvaltning Vegavdelning Finnmark v/bjarne Mjelde er det gjort en ingeniørgeologisk vurdering for etablering påhugg øst, på Trifonhøgda tunnelen, se oversiktskart i figur 1 og oversiktsbilde i foto 1. Det er gjennomført feltundersøkelser i samband med den geologiske tunnelrapporten, på reguleringsplannivå [1]. Dette notat er utarbeidet på byggeplannivå av Andreas Persson, Ingeniørgeolog fra Statens vegvesen, Tromsø. Den planlagte påhugget blir lokalisert ved ca. profil 433. Påhugget er planlagt med skeivt speil, som tilpasses terrenget. Terrenget er bratt og overdekningen øker raskt innover langs traseen. En bør utnytte naturlig stabil bergoverflate over tunnelen, og ha minimum 4-6 m bergoverdekning. Plantegning er vist i figur 2 (NB! ikke endelig utforming). Forskjæringen blir dobbeltsidig og ca. 35 meter lang. Det planlegges utforming med 1:1 helning eller nær vertikalt, og ca. 5 m bred grøft. Typisk tverrprofil er vist i figur 3 (NB! ikke endelig utforming). Største høyde på skjæringen blir ca. 2 m. Det er planlagt en 15 m lang portal. Dette notat beskriver de geologiske forholden og hvordan disse antas å påvirke utsprenging og sikringsomfang, basert på informasjon i dette stadiet. Endelige beslutninger vedrørende sikringsomfang/fremgangsmåte må tas underveis i anleggsfasen i samarbeid med geolog GEOTEKNISK KATEGORI Etter Håndbok 18 [2] skal bergskjæringer over 1 meter, i utgangspunktet klassifiseres i geoteknisk kategori 3, noe som medfører ekstra kontrolltiltak både under prosjektering og bygging. Pga. at det råder oversiktlige forhold, gode grunnforhold og en kort strekning med skjæringer over 1meter, så kan man etter håndbok 18 [2] klassifisere dette prosjekt i geoteknisk kategori 2 Intern sidemannskontroll. Postadresse Telefon 6 64 Kontoradresse Fakturaadresse Statens vegvesen Telefaks 75 55 29 51 Nordstrandveien 41 Statens vegvesen Region nord firmapost-nord@vegvesen.no BODØ Regnskap Nordstrandveien 41 Båtsfjordvn 18 82 Bodø Org.nr: 9713281 9815 VADSØ Telefon 78 94 15 5 Telefaks 78 95 33 52
BEFARINGSOBSERVASJONER (FAKTA) Løsmasser Mellom ca. profil 433-4355 er det registrert ur mellom utstikkende bergblotninger, med en antatt mektighet på 2-4 meter, se foto 2. Figur 4 viser omtrentlig utstrekning på ura. Berggrunn Bergarten består av granittisk gneis fra Kirkenes komplekset. Forvitringsgrad er generelt liten og bergarten betegnes som relativt homogen med lite oppsprekking. Det er likevel en god del overflate sprekker og avløste blokker i skråningen ovenfor planlagt påhugg, se foto 3. De mest markerte sprekkene har strøk N-S med steilt fall og sprekkeavstand på,5-2m. Ytterligere ett sprekkesett, også med steilt fall er orientert NV-SØ og har sprekkeavstand på,25-2m. Det er også stedvis oppsprekking langs foliasjonen som er orientert med strøk/fall på 29/45, men den er ikke alltid like fremtredende. En sprekkerose i figur 5 viser orienteringene av de mest fremtredende sprekkene. Det er ikke observert noen markert dagfjellsone, men generelt vil berget være noe mer oppsprukket i overflaten enn lengre ned. Oppsprekkingen langs foliasjonsplanet og de 2 mest markerte sprekkesett danner et blokkig oppsprekkingsmønster, se foto 4. Stedvis er berget mindre oppsprukket. INGENIØRGEOLOGISK VURDERING (TOLKING) Sprenging/bergsikring m.m Løsmasser/ur må fjernes og bergskråningen ovenfor planlagt påhugg må sikres for løse stein/blokker, med rensk og eventuelt bolt. Det anbefales å starte ovenfra og jobbe seg nedover. Med opp i mot 2 meter høye bergskjæringer må det vurderes bruk av forbolter og sømboring. Forboltene settes vertikalt med senteravstand ca. 1,5 meter og ca.,75 meter bak ny konturlinje. Det brukes da Ø32 mm kamstålbolter, fult innstøpte bolter i lengde 4-6 meter. Forboltene har til hensikt å forhindre utfall/utglidning bak konturen. Det bør også i anleggsfasen vurderes bergbolter på skrå i overflaten. Se generelt om forbolting i vedlegg 1. Det er ikke påvist spesielle forhold som skulle fravike fra konvensjonell sprengning. Den relativt homogene bergarten regnes som gunstig for stabiliteten og bergskjæringen vurderes generelt sett til å bli stabil med kontursprengning i helning 1:1, eller nær vertikalt. På plasser med mere forvitret berg og hyppige sprekker så kan det ved utsprenging muligens dannes avløste blokker og mindre ustabile partier. Derfor kan det bli aktuelt å sikre enkelte blokker som ikke lar seg renskes ned med bergbolter. Det anbefales å benytte fullt innstøpte bolter eller kombinasjonsbolter. Se generelt om bolting i vedlegg 2, og i Håndbok 215 [3].
Mekaniske egenskaper Bor og sprengbarhet Det er ikke foretatt undersøkelser av borbarhet og sprengningsegenskapene til bergmassen. I den granittiske gneisen vil det være innhold av kvarts i varierende grad. Dette er et hardt mineral, og erfaringsmessig vil dette ved stor konsentrasjon medføre stor borslitasje og lav borsynk. Granitt har erfaringsmessig god sprengbarhet. Vegforemål Det er tatt ut prøve av bergmassen i østre påhugg. Prøven er analysert med tanke på Los- Angeles (LA) (mekaniske styrke) og MicroDeval (MDE) (motstand mot slitasje) ved SVV regionlaboratorium i Nordkjosbotn. I følge vurdering fra Vegteknolog Kai-Frode Solbakk v/ Geo- og laboratorieseksjonen, er samtlige prøver tilfredsstiller krav til nedknusningsmotstand (LA) og slitasjemotstand (MD) for bruk til forsterkningslag og bærelag, både mekanisk- og bitumenstabiliserte bærelag. Flisighetsindeksen (Fi) indikerer at materialet vil få tilfredsstillende kornform under produksjon. For asfaltdekker opptil ÅDT 15 er resultatene tilfredsstillende. Ved eventuell produksjon vil krav til aktuell gradering komme i tillegg. Grenseverdier for rystelse Det anbefales å gjennomføre en beregning av rystelseskrav i henhold til rystelsestandard for bygg og relevante konstruksjoner innenfor en avstand på 1 m fra planlagt sprenging [4]. Under 212 kom en ny rystelse standard, men den er enda ikke implementert og til videre gjelder gammel standard. Etter 21-standarden beregnes rystelse kraven etter følgende formel: V(Grenseverdi)= Fg (Grunnforhold) * Fb(Konstruksjonstype)*Fd(Avstand)*Fk(type rystelsekilde) Det er ingen bygninger som ligger innenfor en avstand på 1 m fra planlagt sprenging men det er ca. 1 bygninger som ligger innenfor en avstand på 2 m. For disse bygninger anbefales det å vurdere behov for å fastsette grenseverdier. For å kunne beregne grenseverdiene må grunn/fundamenterings forhold og konstruksjonstype kartlegges for hvert bygg. Grenseverdiene gjelder ikke menneskelige reaksjoner på vibrasjoner, og heller ikke skader som kan oppstå på inventar og utstyr i bygningen. NS 8141 omfatter kun risiko for rene vibrasjonsskader og ikke skader fra deformasjoner/setninger i grunnen. Under planlegging og gjennomføring av sprengning bør det tas hensyn til at vibrasjoner og lufttrykkstøt fra sprengning vil kunne være plagsomme for beboere. Under anleggsperioden må vibrasjoner følges opp med et måleprogram. Det er vanlig å plassere måleutstyr på en til tre av de bygningene som til en hver tid ligger nærmest sprengningsstedet. Dersom bygningene har ulik konstruksjon, bør måleutstyret plasseres slik at de ulike forholdene dekkes. Det skal utarbeides rapport fra målingene.
Bygningsbesiktigelse Det bør etter standarden [4] også gjennomføres en bygningsbesiktigelse for bygninger fundamentert på berg innenfor 5 m fra sprengningssted og for bygninger fundamentert på løsmasser innenfor en korridor på 1 m. I dette tilfelle der ingen bygg ligger nærmere enn 1 m men ca. 1 bygg som er innenfor 2m så anbefales det likevel en bygningsbesiktelse. Dette for å sikre at man ikke ender opp med økonomiske krav i etterkant. Bygningsbesiktigelse gjennomføres gjennom at man dokumentere tilstanden på bygningenes fundament før sprengningsarbeidene starter. Eksisterende skader på murer og annen fundamentering bør dokumenteres ved hjelp av foto. Med hilsen Geo- og laboratorieseksjonen Andreas Persson Ingeniørgeolog VEDLEGG: 4 SIDER FOTO 5 SIDER TEGNING 3 SIDER ØVRIGE VEDLEGG REFERENSER: [1] Ingeniørgeologisk rapport E15, Trifonhøgda - tunnel, til reguleringsplan, i Sørvaranger kommune Sveis: 2132547-138 [2] Statens vegvesen (211): Håndbok 18 Vegbygging [3] Statens vegvesen (2): Håndbok 215 Fjellbolting [4] Norsk Standard (21): NS8141 Vibrasjoner og støt. Måling av svingehastighet og beregning av veiledende grenseverdier for å unngå skade på byggverk.
E15, PARSELL 1B: ØSTRE PÅHUGG - TRIFONHØGDA Foto 1: Geo- og laboratorieseksjonen Omtrentlig plassering av østre påhugg (markert med rødt stiblet) [Foto tatt mot NV]
E15, PARSELL 1B: ØSTRE PÅHUGG - TRIFONHØGDA Foto 2: Geo- og laboratorieseksjonen Mellom ca. profil 433-4355 er det registrert ur mellom utstikkende bergblotninger, med en antatt mektighet på 2-3 meter. [Foto tatt mot N]
Tunnel heng E15, PARSELL 1B: ØSTRE PÅHUGG - TRIFONHØGDA E15, PARSELL 1B: ØSTRE PÅHUGG TRIFONHØGDA Figur 1: Foto 3: Geo- og laboratorieseksjonen Geo- og laboratorieseksjonen [Foto tatt mot N] Det er en god del overflatesprekker og avløste blokker i skråningen ovenfor planlagt påhugg. Løsmasser/ur må fjernes og bergskråningen ovenfor påhugget må sikres for løse stein/blokker, med rensk og eventuelt bolt. Det anbefales å starte ovenfra og jobbe seg nedover. [Foto tatt mot N]
E15, PARSELL 1B: ØSTRE PÅHUGG - TRIFONHØGDA Foto 4: Oppsprekkingen langs foliasjonsplanet og de 2 mest markerte sprekkesett danner et blokkig oppsprekkingsmønster. Stedvis er berget mindre oppsprukket [Foto tatt mot N]. Geo- og laboratorieseksjonen
A= 2 8 R=ì 417 2,2 9 411 1,9 8 ± 415 42 425 RØD SIRKEL MED DIAMETER PÅ 2M 43 435 44 445 45 455 2 4 8 12 16 Meters 1:1 Figur 1: Østre påhugg - Oversiktskart (NB! ikke endelig utforming). E15, PARSELL 1B: TRIFONHØGDA - Sveis:
Ur, antatt mektighet ca. 2-4 m. Utstrekning frem til ca. profil 4355. Antatt trasè VL 1 AF 15 Ur, antatt mektighet ca. 2-4 m. VL 1 AF 1 5 AF 1 5 AF 1 5 VL 1 AF AF 1 5 15 G PI Ø L RE 13 2.8. 2 Figur 2: Østre påhugg FO- Plantegning (NB! ikke endelig utforming). E15, PARSELL 1B: TRIFONHØGDA - Sveis:
Ur, antatt mektighet ca. 2-4 m. Ur, antatt mektighet ca. 2-4 m. Ur, antatt mektighet ca. 2-4 m. Figur 3: Østre påhugg Tverrprofiler (NB! ikke endelig utforming). E15, PARSELL 1B: TRIFONHØGDA - Sveis: Skala:1:1 (1 rute=1m)
Antatt ur ca. 2-4 m mektighet Figur 4: Østre påhugg Omtrentlig utstrekning på ura (rødstiplet linje) E15, PARSELL 1B: TRIFONHØGDA - Sveis: Geo- og laboratorieseksjonen
Figur 5: Østre påhugg Sprekkerose E15, PARSELL 1B: TRIFONHØGDA - Sveis: Geo- og laboratorieseksjonen
Forbolting i form av vertikale bolter generell beskrivelse Forbolting benyttes til fjellskjæringer, forskjæringer og påhuggsflater til tunneler for å ivareta totalstabiliteten, og/eller for å forhindre utfall av større blokker under sprengning. Disse monteres før konturen sprenges. Normalt benyttes kamstålbolter ø32 mm, fullt innstøpte. Forboltene plasseres normalt vertikalt, typisk ca 1 m innenfor konturhullene. Ved bruk bør minimum 3-5 stk monteres i rekke. Eksakt plassering og antall, samt lengde avgjøres på stedet i hvert enkelt tilfelle. Viktig at boltemørtelen får tilstrekkelig herding før sprengning, spesielt ved lave temperaturer. I alle tilfeller må berget varmes opp ved temperaturer < 5. Det må påsees at hele boltens lengde er gyst, og at ikke øvre del mangler gysemasse på grunn av at denne har rent ned langs sprekker. Er det tvil om at øvrige deler av bolten ikke er omsluttet av gysemasse anbefales bruk av skive, kule og mutter. I spesielle tilfeller med overflateparallell oppsprekking, kan det også vurderes behov for først montering av endeforankrede og forspente ø2 kamstålbolter for sikring av berget ( klemme sammen berget ) i kombinasjon med fullt innstøpte bolter. Vurdere behov for montering av endeforankrede og forspente ø2 kamstålbolter. Tekst til Prosesskoden 23.21 Fullt innstøpte bolter 23.216 *** Spesiell beskrivelse *** a) Prosessen omfatter 32 mm kamstålbolter innsatt som forbolter i områder hvor det er fare for utfall av større blokker under sprengningen. b) Det stilles ingen krav til korrosjonsbeskyttelse. Mutter, halvkule og underlagsplate er ikke nødvendig. c) Boltene skal gyses med boltemørtel og settes vanligvis i skjæringstopp like innenfor konturhullene. Antall bolter, plassering, helningsvinkel og retning bestemmes i samråd med byggherren Forbolter, lengde 6. m, diameter 32 mm stk Forbolter, lengde 8. m, diameter 32 mm Beskrivelse: Forbolting stk VEDLEGG 1: Østre påhugg - Forbolting generelt Vedlegg 4 E6 Alta vest Bergskjæringer T41 Statens vegvesen Region nord - Ressursenheten, Geo- og laboratorieseksjonen
Beskrivelse: Forbolting VEDLEGG 1: Østre påhugg - Forbolting generelt Vedlegg 4 E6 Alta vest Bergskjæringer T41 Statens vegvesen Region nord - Ressursenheten, Geo- og laboratorieseksjonen
Bolting generelt Normalt benyttes kamstålbolter Ø2 mm og Ø25 mm for sikring av blokker i fjellskjæringer. Hvis ikke annen boltetype er beskrevet i rapport kan kamstålbolt Ø2 mm benyttes. Lengden tilpasses blokkstørrelse og baksprekk / glideplan, men generelt skal bolten være festet 1 2 m inn bak svakhetsplanet. Bolt plasseres som hovedregel minimum 5 cm fra avgrensede sprekker. Plassering av bolten i blokka må tilpasses sprekkegeometri og sannsynlig bevegelsesretning. Ved avlåsing av berget er det viktig å gyse boltene. Innstøpte bolter er bedre egnet til å ta opp skjærdeformasjoner enn endeforankrede bolter. Boltene bør settes inn mest mulig normalt (vinkelrett) på bergflaten, og innenfor leverandørens krav for vinkelavvik (normalt 25º). Anbefalt vinkel mellom bolt og potensielt utglidningsplan er 3-5 º. Alle bolter påmonteres skive, halvkule og mutter. Der berget er noe oppsprukket kan skive 2 mm vurderes i stedet for 15 mm. Geo Beskrivelse: Bolting VEDLEGG 2: Østre påhugg - Bolting generelt Vedlegg.. Statens vegvesen Region nord - Ressursenheten, Geo- og laboratorieseksjonen