Statens vegvesen Stavenestunellen- Sprengning av nisjer FORELØPIG RAPPORT Ingeniørgeologisk Vurdering
RAPPORT Overføring fra Brydalsfossen til Hommelvatnet 1 Rapport nr.: Oppdrag nr.: Dato: 1 97295009 03.01.2012 Kunde: Statens vegvesen, Region vest Stavenestunellen -Sprengning av nisjer Ingeniørgeologisk vurdering Foreløpig rapport Samandrag: Sweco Norge AS er engasjert av Statens vegvesen, Region vest for å utføre en geologisk vurdering av grunnforholdet i forbindelse med planlagt sprengning av nisjer for trafo og radiohus i. Oppdraget går som et ledd i vedlikehold og videre tekniske utrustning av tunnelen. Bergmassekvaliteten i den befarte tunnelen vurderes som god. Det må imidlertid kalkuleres med noen sikringstiltak ved sprengning av nisjene i form av rensk og boltesikring. Basert på observasjoner under befaringen samt sprekkemålinger kan det ikke utelukkes at det under sprengningen treffes på området der man får avskalling av bergflak og utglidning av kiler i tunnelhenget og vederlaget. Totalstabiliteten forventes imidlertid å være god. Ved sprengning av nisjer i dagen må det brukes skånsom sprengning slik at stabilitet av grunnforholdene ivaretas. Plassering av vifte i henget er også vurdert og er oppsummert i tabell i rapport. Plassering av mange av viftene per i dag vurderes som god. Noen vifter er også anbefalt montert med lange bolteforankringer spesielt stedet der det er sprøytebetonglag. Enkelte steder er de anbefalt flyttet til annet sted ikke så langt unna. Det anbefales at det i videre prosjektering utføres detaljert geologisk kartlegging av området samt en detaljert vurdering av aktuelle sikringsmetoder og omfang. Rev. Dato Revisjonen gjelder Sign. Utarbeidet av: Sign.: Albert T. Duah Mensah Kontrollert av: Gunnar Birgisson Oppdragsansvarlig / avd.: Torgeir Eraker/ Bygg, Anlegg, Plan Sign.: Oppdragsleiar / avd.: Albert T. Duah Mensah / Bygg, Anlegg, Plan
2 Innhold 1 Innledning... 3 1.1 Art og omfang... 3 1.2 Mandat ingeniørgeologisk vurdering... 3 2 Grunnlagsdata... 5 3 Topografi og tekniske planer... 5 4 Bergrunn og oppsprekking... 6 5 Befaring og Observasjoner... 7 6 Vurderinger... 10 6.1 Sprengning av bergrom for nisjer til radiohus ved PEL 1000... 10 6.2 Sprengning av bergrom for nisjer til trafo ved PEL 2150... 11 6.3 Plassering av radiostasjon utenfor tunnel ved Bergensiden... 12 6.4 Stabilitetsvurdering av partier i henget for plassering av vifte.... 13 6.5 Ytre miljø... 15 7 Oppsummering og konklusjon... 15 Figurliste Figur 1:Kartutsnitt som viser planområdet.(kilde: Statens vegevesen)... 4 Figur 2: Berggrunnskart... 6 Figur 3: Sikring med armert PE-skum.... 7 Figur 4: Avløsningsplaner observert i vegger og vederlaget.... 8 Figur 5: Installerte bolter med løse plater.... 8 Figur 6: Installerte bolter i tunnelen.... 9 Figur 7: Vannlekkasje observert i sprøytebetonglaget ved PEL 1890-1900.... 9 Figur 8: Området ved PEL 1000... 10 Figur 9: Området utenfor tunnelen ved Bergensiden. Liten ring viser området der bekken kommer. Stor ring viser området det er planlagt nisje for radiohus. (fotokilde: google.no)... 12
3 1 Innledning 1.1 Art og omfang Sweco Norge AS er engasjert av Statens vegvesen, Region vest for å utføre en geologisk vurdering av grunnforholdet i forbindelse med planlagt sprengning av nisjer for trafo og radiohus i. Oppdraget går som et ledd i vedlikehold og videre tekniske utrustning av tunnelen. Tunnelen ligger like etter Trengereid i Bergen kommune når en kjører langs europaveien E16 fra Bergen mot Voss. Tunnelen har en lengde på 2,8 km. ÅDT var i 2009 om lag 4900, med døgntrafikk opp mot 6500 i sommermånedene. Tunnelen er derfor en klasse C-tunnelen etter ny Håndbok 021. Figur 1 viser et kartutsnitt av det aktuelle området. Sweco Norge AS har utført en befaring i området, hentet inn relevante kart og et tidligere notat om geologisk vurdering i området samt BKK sine tekniske planer for området. Foreliggende rapport vil gi en oppsummering av befaringen og en vurdering av grunnforholdet basert på observasjoner fra befaringen. 1.2 Mandat ingeniørgeologisk vurdering Mandatet til ingeniørgeologiskrapporten er å vurdere grunnforholdet i forbindelse med planlagt sprengning av nisjer for teknisk bygg (trafo) og for radiohus. Det skal vurderes hvorvidt arbeidene lar seg gjennomføres i praktisk og med hensyn til berget beskaffenhet og ytre nærmiljø. Det skal også vurderes sannsynlig sikringsmengde i bergrommet for de planlagte nisjene. Det skal også monteres ventilatorer i tunnelhenget. Rapporten skal vurdere hvorvidt punktene for montasjen er egnet med hensyn til bergmasseskvalitet og beskaffenhet. I tillegg skal det etableres en nødstasjonskiosk/radiohus med antennemast i dagen ved Bergen siden av tunnelen. Rapporten skal vurdere hvorvidt den tiltenkte plassen for anlegget er egnet med hensyn til rasfare fra fjellsiden og fra planlagt utsprengte skjæringer, løsmasseskred fra fjellsiden og hydrogeologiske forhold ved fjellsiden. Det er en forutsetning at dreneringsforhold i fjellsiden ikke skal endres. Det ligger ikke i mandatet til å gjøre et kostnadsanslag.
4 Figur 1:Kartutsnitt som viser planområdet.(kilde: Statens vegevesen)
5 2 Grunnlagsdata Vi har benyttet følgende bakgrunnsmaterialer for våre vurderinger. Befaring Berggrunnskart frå www.ngu.no Forprosjekt, Ev 016,, Oppgradering av lys, ventilasjon og radioanlegg. (1) Håndbok 021, Vegtunneler (2) 3 Topografi og tekniske planer Det er under planlegging en ny tunnel på om lag 6,3 km forbi både Trengereid-, Stavenes-og Langhelletunnelen. Det vil ta minst 5 10 år før denne kan realiseres. En teknisk oppgradering av er planlagt i sammenheng med dette. En prinsipptegning med lengdeprofil som viser de tekniske planene er vedlagt rapporten, se vedlegg 1. tunnelen er ca 2,8 km lang. Ved PEL 1000 er det planlagt bergrom for nisje til radiohus og ved PEL 2150 er det planlagt en større bergrom for teknisk bygg med trafo. Utenfor tunnelen ved Bergensiden er det planlagt sprengt inn nisje for radiohus og antennemast. Fra ca PEL 1700 til PEL 2600 skal det monteres ventilasjonsvifte på hver 50. meter i tunnelhenget. Vedlegg 2 viser prinsippskisse for planlagte nisjer. går under Hananipa med topp ca 711 moh, se figur 1. Selve tunnelen ligger på ca 100 moh og store deler av strekningen ligger i dalsiden til Hananipa.
6 4 Bergrunn og oppsprekking Berggrunnskart fra www.ngu.no viser at tunnelen for det meste ligger i fyllit, glimmerskiffer. Ved Bergen siden er det sandstein, skifer til grønnstein, amfibolitt. Begge nisjene vil ligge i fyllit, glimmerskiffer sonen. Figur 2: Berggrunnskart Oppsprekking Det finnes ikke noe tydelig sprekkesystem som er gjennomgående i hele tunnelen. Det er flere sporadiske sprekker i alle retninger. Ved PEL 1000 er det to markerte sprekker systemer. Sprekkesystem 1 har strøk 15 og steil fall ca 75 Sprekkesystem 2 har strøk 280 og fall ca 80 mot sør Ved PEL 2100 er det observert i nordveggen et annet sprekkesett med lite utholdenhet, bredde ca 10-20 cm. Sprekkesystem 3 har strøk 300 og slakk fall på ca 10. I tillegg til ovennevnte sprekkesystemer er det også et stort antall sporadiske sprekker som sammen med sprekkesystemene kan skape noen avgrensede stein og blokker.
5 Befaring og Observasjoner Det ble utført en befaring i tunnelen natt til fredag 28. oktober 2011. Tilstede på befaringen var ingeniørgeologene Albert Duah Mensah og Gunnar Birgisson fra Sweco Norge AS samt Eystein Knag og Hans Myklatun fra Statens vegvesen, Region vest. E. oppedal og Sønner AS var engasjert for arbeidsvarsling og lederbil og selskapet stilte opp med følgende mannskap: Olav Dale, Willy Skåre, Dag Olav Frette og Kjell Vagne Gangdal. Det ble gått befaringsrunder i tunnelen fra Vaksdalsiden mot Bergensiden. For inspeksjon ble det benyttet lastebil med lasteplanet som lift. Det er flere seksjoner i tunnelen som er sikret med sprøytebetonglag. I tillegg er det flere steder i tunnelen som er sikret med armert PE-skum mot innlekkasje av vann, se figur 3. Det ble også observert sprekkeavløsningsplaner parallelt med tunnelveggen, se foto i figur 4. Foliasjonen i bergmassen avgrenser også kiler i taket og vegg. Det ble også observert et område i tunnelen der bolteplatene har løsnet fra fjell flaten slik at bolten sitter løs i berget, se figur 5. Boltene virket løs da de ble kjent på så det antas at der er endeforankrede bolter. Det er generelt relativ lite boltesikring i tunnelen, noe som gjenspeiler at bergmassen er av en god kvalitet. Boltesikringen består hovedsakelig av sporadisk sikring i tunnelhenget og vederlaget. Av boltesikringen ble det opplyst at de med sirkulært plate ble installert i nyere tid mens boltene med trekantplater er opprinnelige, se figur 6. Ved PEL 1890-1900 er det sprøytebetong sikring i henget. Det er ujevn profil i henget og det ble observert innlekkasje av vann i sprøytebetonglaget, se figur 7. 7 Figur 3: Sikring med armert PE-skum.
8 Figur 4: Avløsningsplaner observert i vegger og vederlaget. Figur 5: Installerte bolter med løse plater.
9 Figur 6: Installerte bolter i tunnelen. Figur 7: Vannlekkasje observert i sprøytebetonglaget ved PEL 1890-1900.
10 6 Vurderinger Fire hovedmomenter er blitt vurdert av Sweco Norge AS: 6.1 Sprengning av bergrom for nisjer til radiohus ved PEL 1000 Ved PEL 1000 er det planlagt sprengt en nisje ca 90 m lang med økende bredde mot midten der det blir 3 m bredde på en lengde på 30 m. Midt i nisjen skal det sprenges videre et bergrom for radiohus med grunnareal på 3 x 3 m, se vedlegg 2. I området her ved ca PEL 950 til PEL 1050 er det fast berg og borpipene er godt synlig i tunnelkonturen. Det er relativ lite sikring i området her, se figur 8. Det antas derfor at planlagt nisje vil få tilsvarende stabilitet men med hensyn til skjerpede krav til sikkerhet i tunnel i nyere tid kan sikringsomfanget antas å ville ligger noe over eksisterende situasjon. Figur 8: Området ved PEL 1000
11 6.2 Sprengning av bergrom for nisjer til trafo ved PEL 2150 Ved PEL 2150 er det planlagt sprengt en nisje ca 90 m lang med økende bredde mot midten der det blir 3 m bredde på en lengde på 30 m. Midt i nisjen skal det sprenges videre et bergrom for trafo i samsvar med HB 021. Bergrommet sprenges med tunnelprofil T8,5 og vil få et grunnareal på 14 x 8,5 m, se vedlegg 2. I området her ved ca PEL 2150 er det fast berg. Ved ca PEL 2100 er det benyttet sprøytebetong i tunnelhenget. Det er relativ lite boltesikring i området her. Boltesikringen her består i hovedsak av sporadisk bolting. Det antas derfor at planlagt nisje vil få tilsvarende stabilitet men med hensyn til skjerpede krav til sikkerhet i tunnel i nyere tid kan sikringsomfanget antas å ville ligger noe over eksisterende situasjon. Basert på observasjoner under befaringen samt sprekkesettene kan det ikke utelukkes at det under sprengningen treffes på området der man får avskalling av bergflak og utglidning av kiler i tunnelhenget og vederlaget. Totalstabiliteten forventes imidlertid å være god.
6.3 Plassering av radiostasjon utenfor tunnel ved Bergensiden Utenfor tunnelen på bergensiden i sør går det en bekk fra fjellsiden og ned til veikant i en drenssystem av betongkonstruksjon. Ca. 10 m fra bekken videre mot Bergen er det planlagt sprengt en nisje i dagen (areal ca 3 x 2 m) langs veikanten og ned ved fjellsiden. Det ligger en del eldre urmasser her som indikere skredaktiviteter men pga av mye mosser på urmassene antas skredmassene å være av eldre dato, se foto i figur 9. Det er lite løsmassesmektighet over berg her slik at løsmasseskred vurderes ikke som et problem her. Aktiviteter av steinsprang av nyere dato er ikke kjent da det ikke ble gått runder i skråningen. Det var mørkt slik at observasjoner ble gjort kun fra veikanten. Vi anbefaler at det under grunnarbeidene her graves urmassene forsiktig med stabil graveskråning. Skånsom sprengning må også utføres for å hindre stor påkjenning og endring i grunnforholdene i fjellsiden. Dersom det blir sprengt ut skjæringer her må skjæringene stabilitetvurderes og eventuelt sikringstiltak utført. I tillegg er det viktig å utføre grunnarbeidene slik at dreneringsforholdene ikke endres betydelig. 12 Figur 9: Området utenfor tunnelen ved Bergensiden. Liten ring viser området der bekken kommer. Stor ring viser området det er planlagt nisje for radiohus. (fotokilde: google.no)
13 6.4 Stabilitetsvurdering av partier i henget for plassering av vifte. Fra ca PEL 1700 til PEL 2600 skal det monteres ventilasjonsvifte på hver 50. meter i tunnelhenget. Vi har vurdert hver eneste punkt der det er tenkt påmontert vifte og oppsummert våre vurderinger i tabell under. PEL Vurdering Konklusjon 1700, 1750 Det er fra ca PEL 1685-1750 nylig utført sprøytebetong sikring med plastfiberarmering i henget. Dette tyder på dårlig berg i henget. 1800 Det går en forvitret sone/sleppe i henget ved PEL 1795-1800 1850 Flere sprakeblokker i henget som er boltesikret. Ved nordsiden av henget har det ustabile sprakefjellet falt ut slik at fastberg er nå blottet. Viften plasseres her som fastberg er blottet. 1900 Sikring med sprøytebetonglag i tunnelhenget. Dette tyder på dårlig berg i henget. 1950 Godt fast berg med kun sporadisk boltesikring i henget 2000 Sikring med sprøytebetonglag i tunnelhenget. Dette tyder på dårlig berg i henget. Viften må forankres i henget med lange bolter, min. lengde ca 6 m. Viften må flyttes til PEL 1805 Viften plasseres der som fastberg er blottet på nordsiden av henget. Viften må forankres i henget med lange bolter, min. lengde ca 6 m. OK å montere vifte her. Viftene må forankres i henget med lange bolter, min. lengde ca 6 m. 2050 Godt fast berg OK å montere vifte her 2100 Godt fast berg OK å montere vifte her 2150, 2200 Godt fast berg med kun sporadisk boltesikring i henget. Utfall av blokk i henget. Vifte plasseres der det har vært blokkutfall. 2250 Dårlig berg. Vifte anbefales flyttet til PEL 2245. Ved PEL 2245 har det vært blokkutfall slik at det står igjen kun fastberg. 2300 Har vært blokkutfall i henget og det står igjen fastberg. Vifte plasseres der som fastberg er blotlagt etter blokkutfall 2350 Godt fast berg OK å montere vifte her. 2400 Sprøytebetonglag i henget. Dette tyder på dårlig berg. Vifte anbefales flyttet til PEL 2397 2450 Sprøytebetonglag i henget. Vifte anbefales flyttet til PEL
14 Dette tyder på dårlig berg. 2447 2500 Sprøytebetonglag i henget. Vifte anbefales flyttet til PEL 2445 2550 Sprøytebetonglag i henget. Vifte monteres med lange bolteforankringer min. 6 m. 2600 Sprøytebetonglag i henget. Dette tyder på dårlig berg. Ujevn profil. Vifte anbefales flyttet til PEL 1597
15 6.5 Ytre miljø I området nærmere tunnelen er det lite bebyggelse. De nærmeste husene ligger over 1 km unna. Vi vurderer derfor at sprengning av nisjene kan utføres med normale metoder for sprengning i tunnel. Noen utvalgte hus nær tunnelen må imidlertid følges opp i form av rystelsesmåling. 7 Oppsummering og konklusjon Bergmassekvaliteten i den befarte tunnelen vurderes som god. Det må imidlertid kalkuleres med noen sikringstiltak ved sprengning av nisjene i form av rensk og boltesikring. Basert på observasjoner under befaringen samt sprekkesettene kan det ikke utelukkes at det under sprengningen treffes på området der man får avskalling av bergflak og utglidning av kiler i tunnelhenget og vederlaget. Totalstabiliteten forventes imidlertid å være god. Ved sprengning av nisjer i dagen må det brukes skånsom sprengning slik at stabilitet av grunnforholdene ivaretas. Plassering av vifte i henget er også vurdert og er oppsummert i tabell i rapport. Plassering av mange av viftene per i dag vurderes som god. Noen vifter er også er anbefalt montert med lange bolteforankringer spesielt stedet der det er sprøytebetonglag. Enkelte steder er de anbefalt flyttet til annet sted ikke så langt unna. Det anbefales at det i videre prosjektering utføres detaljert geologisk kartlegging av området samt en detaljert vurdering av aktuelle sikringsmetoder og omfang.
16