Statens Vegvesen E39 Eiganestunnelen Entreprise E06 Eiganes Nord Bergskjæringer langs nye E39 Ingeniørgeologisk rapport for konkurransegrunnlag 2015-05-22
Entreprise E06 Eiganes Nord 00 2015-05-22 ErMar OyDam/ AKVi Rev. Dato: Beskrivelse Utarbeidet Fagkontroll Godkjent BjKle Dette dokumentet er utarbeidet av Norconsult AS som del av det oppdraget som dokumentet omhandler. Opphavsretten tilhører Norconsult. Dokumentet må bare benyttes til det formål som oppdragsavtalen beskriver, og må ikke kopieres eller gjøres tilgjengelig på annen måte eller i større utstrekning enn formålet tilsier. Norconsult AS Pb. 626, NO-1303 Sandvika Vestfjordgaten 4, NO-1338 Sandvika 2015-04-30 Side 2 av 16
Entreprise E06 Eiganes Nord Innhold 1 Innledning 5 1.1 Generell beskrivelse 5 1.2 Grunnlagsmateriale 5 1.3 Befaring 6 1.4 Geoteknisk kategori 6 2 Geologiske forhold (faktadel) 8 2.1 Beskrivelse av partier med høye bergskjæringer 8 2.2 Topografi og løsmasser 8 2.3 Bergartsbeskrivelse 9 2.4 Bergmassens oppsprekking 10 3 Ingeniørgeologiske vurderinger (tolkningsdel) 12 3.1 Stabilitet, driving og sikring av skjæringer 12 4 Referanser 15 5 Vedlegg 16 5.1 Vedlegg 1 16 5.2 Vedlegg 2 16 2015-04-30 Side 3 av 16
Revisjon Sammendrag I forbindelse med prosjektet E39 Ryfast skal det på Tasta etableres bergskjæringer med høyde opp til ca. 15 m langs nye E39 og Ytre Ringveg vest. På grunn av nærheten til vegene, høyden og de rådende bergforholdene er skjæringene som omtales i denne rapporten vurdert å tilhøre geoteknisk kategori 3. Dette innebærer kontroll av prosjekteringen utført av person eller organisasjon som er uavhengig av den bergteknisk prosjekterende, i tillegg til vanlig kontroll. Skjæringene vil etableres i fyllitt. Basert på utført sprekkekartlegging og observasjoner i eksisterende skjæringsvegger, forventes hovedutfordringen med hensyn til stabilitet å være knyttet til fare for kileformede og plane utglidninger. Skjæringene i entreprise E06 vil måtte drives ut med sømboring og forsiktig kontursprengning, muligens supplert med pigging av eventuelle gjenstående knøler og overheng. Det vil være nødvendig med grundig rensk av skjæringsveggene, forbolting før sprengning, og systematisk sikring mot nedfall i form av bolting med fullt innstøpte og/eller endeforankrede bolter. Terrenget over og langs skjæringskantene må renskes for løst berg og vegetasjon. Vegetasjon bør holdes nede langs skjæringskanten og i selve bergveggene for å hindre utvikling av rotsprengning. For sikring mot mindre nedfall og ved småfallent berg vil det kunne være nødvendig å benytte sprøytebetong eller steinsprangnett, selv om dette i utgangspunktet ikke er ønskelig. Sikring mot isdannelse og isnedfall fra skjæringer ved drenering og montering av isnett kan være aktuelt. Forutsatt forsiktig driving, ingeniørgeologisk oppfølging med anvisning av permanentsikring etter forholdene og geologi som ikke avviker fra det som kunne observeres på befaringsdatoen, forventes bergskjæringene å kunne etableres som prosjektert uten spesielle problemer. Utforming av skjæringene bør imidlertid kunne justeres noe underveis dersom de geologiske forholdene avviker fra det forventede. Detaljprosjektering av permanentsikring vil basere seg på inspeksjon og vurdering av stabilitetsforholdene foretatt av personell med nødvendig bergteknisk kompetanse under utførelsen av arbeidene. 2015-04-30 Side 4 av 16
1 Innledning 1.1 GENERELL BESKRIVELSE Det skal utarbeides konkurransegrunnlag for entreprise E06 på prosjektet E39 Ryfast. Nye E39 nord for Eiganestunnelen vil ligge lavere enn dagens terrengnivå. Det er planlagt å legge om eksisterende vegnett, ved blant annet å etablere et toplanskryss med på- og avkjøringer med tilhørende rundkjøring, samt legge Ytre Ringveg vest etter Byhaugtunnelen som en rampe vest for den nye motorveien. I forbindelse med den nye vegløsningen skal det etableres bergskjæringer med høyde opp til ca. 15 m langs nye E39 og Ytre Ringveg vest, som vist i Figur 1. Det vises til tegninger utarbeidet som en del av konkurransegrunnlaget for øvrige detaljer om anleggets utforming. Ingeniørgeologisk kart og profil for skjæringene følger i Vedlegg 1. Byhaugtunnelen/Ytre Ringveg vest Bergskjæringer Eiganestunnelen/Nye E39 Figur 1 Oversiktsbilde som viser den framtidige vegløsningen med de planlagte skjæringene 1.2 GRUNNLAGSMATERIALE Som grunnlagsmateriale er det benyttet diverse geologiske temakart utarbeidet av NGU, i tillegg til dokumentasjon utarbeidet i forbindelse med prosjekteringen av Eiganestunnelen. 2015-04-30 Side 5 av 16
En fullstendig kildehenvisning følger i kapittel 4 Referanser. 1.3 BEFARING Ingeniørgeologisk befaring ble gjennomført 11. mai 2015 av Norconsult ved Erik Martinelli og Øyvind Dammyr. Berget var eksponert ca. fra påhugget til Eiganestunnelen og et stykke forbi entreprisegrensen E04/E06, samt stedvis langs eksisterende anleggsvei for frakt av tunnelmasser. Observasjonene fra befaringen er oppsummert i kapittel 2 (faktadel). Disse danner grunnlaget for de ingeniørgeologiske vurderingene som er gjort i kapittel 3 (tolkningsdel). 1.4 GEOTEKNISK KATEGORI Geoteknisk kategori settes i henhold til Eurocode 7 [1]. Geoteknisk kategori fastsettes som en funksjon av prosjektets pålitelighetsklasse (Consequence class/reliability class) og vanskelighetsgrad, som vist i Tabell 1. Tabell 1 Tabell for bestemmelse av geoteknisk kategori Vanskelighetsgrad Pålitelighetsklasse Lav Middels Høy CC/RC 1 1 1 2 CC/RC 2 1 2 2/3 CC/RC 3 2 2/3 3 CC/RC 4 * * * *Vurderes særskilt (gjelder hovedsakelig atomreaktorer og lagre for radioaktivt avfall). Håndbok N200 Vegbygging [2] definerer hvilke krav som stilles til prosjektering av bergskjæringer som etableres i forbindelse med veganlegg. Det stilles spesielle krav til de geologiske undersøkelsene for bergskjæringer høyere enn 10 m (målt fra ferdig veg). Slike prosjekter skal i utgangspunktet plasseres i geoteknisk kategori 3, noe som medfører ekstra kontrolltiltak både under prosjektering og bygging. Det betyr ikke at alle aspekter av skjæringen må klassifiseres som geoteknisk kategori 3, idet det er mulighet for å variere kategori innenfor forskjellige deler av skjæringen. For bergskjæringer der forundersøkelsene viser godt og forutsigbart berg, kan det være aktuelt å benytte geoteknisk kategori 2. Ingen deler av høye bergskjæringer skal klassifiseres i geoteknisk kategori 1. Bergskjæringer lavere enn 10 m kan settes i geoteknisk kategori 2 dersom det ikke er forhold som kompliserer planlegging og bygging, f.eks. nærliggende bygninger og konstruksjoner og kritisk 2015-04-30 Side 6 av 16
orienterte svakhetssoner/slepper som kan føre til større utglidninger. I så fall benyttes geoteknisk kategori 3. På grunn av nærheten til vegene, høyden og de rådende bergforholdene er skjæringene som omtales i denne rapporten vurdert å tilhøre geoteknisk kategori 3. Dette innebærer kontroll av prosjekteringen utført av person eller organisasjon som er uavhengig av den bergteknisk prosjekterende, i tillegg til vanlig kontroll. 2015-04-30 Side 7 av 16
2 Geologiske forhold (faktadel) 2.1 BESKRIVELSE AV PARTIER MED HØYE BERGSKJÆRINGER Tabell 2 viser en oversikt over de planlagte skjæringene. Tabell 2 Oversikt over planlagte skjæringer. Profilangivelser og høyder er omtrentlig angitt. Profil, fra - til Plassering Høyde (max) 4000-4150 Øst for Ytre Ringveg vest 10 m 4100-4200 Mellom E39 og Ytre Ringveg vest 7 m 4180-4500 Øst for Ytre Ringveg vest 15 m På østsiden nye E39 er det ingen bergskjæringer, men natursteinsmur foran løsmasser. Det vises til tegninger utarbeidet som en del av konkurransegrunnlaget for øvrige detaljer om anleggets utforming. 2.2 TOPOGRAFI OG LØSMASSER Terrenget er slakt stigende over de planlagte bergskjæringene. Det meste av berget i området er dekket av et tynt lag med morenemasser, med mektighet anslagsvis stort sett mindre enn 1 m. Det er observert bart berg i dagen enkelte steder. Stedvis er det av NGU registrert partier med torv- og myravsetninger. Komplett oversikt over utførte geotekniske undersøkelser med resultater foreligger i rapport GEO- 018 Geoteknisk datarapport E06 Eiganes Nord datert 2015-03-03 [3]. Resultatene fra undersøkelsene indikerer at det er veldig grunt til berg langs sydvestre/vestre del av planlagt vegtrasé, mens berget faller av rask mot nordøst, og motsatt side av planlagt trasé. Løsmassekart over prosjektområdet utarbeidet av NGU er vist i Figur 2. 2015-04-30 Side 8 av 16
Figur 2 Løsmassekart [4] over prosjektområdet, angitt omtrentlig med rød sirkel 2.3 BERGARTSBESKRIVELSE Berggrunnen skjæringene skal etableres i består i sin helhet av fyllitt/glimmerskifer. Bergarten beskrives av NGU som kvartsrik, med spredte lag av meta-arkose og kvartsitt, stedvis karbonførende. Berggrunnskart over prosjektområdet utarbeidet av NGU er vist i Figur 3. Fyllitt/glimmerskifer er vist i grønt, mens rosa representerer diorittisk til granittisk gneis, migmatitt. Berget varierer mellom å være planskifrig til intenst foldet i liten skala, med stedvis betydelig innhold av kvartslinser langs skifrigheten. De øverste 5-10 m i bergmassen er i stor grad forvitret og kan karakteriseres som dagfjell, med åpne sprekker og rustfarget belegg på flere av sprekkeflatene, noe som tyder på vannintrengning i sprekkene. Forvitringsgraden synes imidlertid å avta med dypet. Berget i skjæringene på nivå med påhugget for Eiganestunnelen er av bedre kvalitet enn det som er observert i skjæringene på nivå med den planlagte rampen inn til Byhaugtunnelen. 2015-04-30 Side 9 av 16
Figur 3 Berggrunnskart [5] over prosjektområdet, angitt omtrentlig med rød sirkel 2.4 BERGMASSENS OPPSPREKKING Følgende tre sprekkesett som de mest markerte: 1. Sprekkesett med fall ca. 30-60 og fallretning ca. 0, med ru og bølgete sprekkeoverflate. Sprekkeavstanden varierer mellom 0,5 og 2 m, utholdenheten er over 10 m. 2. Sprekkesett med fall ca. 50-75 og fallretning ca. 120, med ru og bølgete sprekkeoverflate. Sprekkeavstanden varierer mellom 0,5 og 2 m, utholdenheten er over 10 m. 3. Sprekkesett med fall ca. 25-50 og fallretning ca. 240-280, med ru og lett bølgete overflate. Sprekkeutholdenheten er som oftest ca. 1 til 5 m, avstanden mellom sprekkene ca. 0,1 til 1 m. Sprekkene ser ut til å være lite gjennomsettende. Sprekkesettet er mest fremtredende i den nedre delen av skjæringsveggen. På grunn av den kraftige foldningen i berget varierer foliasjonsretningen mye, selv innenfor det begrensede området som ble inspisert under befaringen. Den vanligste foliasjonsretningen ser ut til å samsvare med sprekkesett 3. Det er i tillegg registrert villsprekker og stikk med tilsynelatende tilfeldig orientering. 2015-04-30 Side 10 av 16
Figur 4 Hovedsprekkesett framstilt i sprekkerose Det er registrert enkelte leirfylte slepper. Disse følger stort sett hovedsprekkeretningene, men forekommer også med andre orienteringer. En slik sleppe er vist i Figur 5 og 6. Langsgående sleppe Figur 5 Langsgående sleppe i eksisterende bergskjæring 2015-04-30 Side 11 av 16
3 Ingeniørgeologiske vurderinger (tolkningsdel) 3.1 STABILITET, DRIVING OG SIKRING AV SKJÆRINGER Bergmassen langs traseen kan forventes å hovedsakelig være av middels til dårlig kvalitet. Eksisterende skjæringer er drevet ut med sømboring, og sikret ved hjelp av forbolting, endeforankrede og innstøpte bolter. Av estetiske hensyn har det ikke vært ønskelig å bruke sprøytebetong på delene av skjæringen som vil være synlig etter at de nye vegene åpnes for trafikk. Basert på utført sprekkekartlegging og observasjoner i eksisterende skjæringsvegger, forventes hovedutfordringen med hensyn til stabilitet å være knyttet til fare for kileformede og plane utglidninger, som oftest avgrenset av sprekkesett 1 og 2. Førstnevnte plan virker som glideplan, mens sistnevnte plan virker som avløsende sprekkeplan i sidene på de ustabile blokkene. Sprekkesett 3 faller tilnærmet rett inn i skjæringsveggen, og kan stedvis virke som avløsende baksprekk for kile- og plane utglidninger (Figur 7). Figur 6 viser typiske forhold som kan observeres i den eksisterende delen av skjæringen, med flere kiler avgrenset av sprekkesett 1 (utgående av sprekkene i skjæringsveggen er fremhevet i rødt) og sprekkesett 2 (gult). Kilene er sikret med endeforankrede og innstøpte bolter. Figur 7 viser en plan utglidning langs sprekkesett 1, i den nedre delen av eksisterende skjæring. Skjæringene i entreprise E06 vil måtte drives ut med sømboring og forsiktig kontursprengning, muligens supplert med pigging av eventuelle gjenstående knøler og overheng. Det vil være nødvendig med grundig rensk av skjæringsveggene, forbolting før sprengning, og systematisk sikring mot nedfall i form av bolting med fullt innstøpte og/eller endeforankrede bolter. Terrenget over og langs skjæringskantene må renskes for løst berg og vegetasjon. Vegetasjon bør holdes nede langs skjæringskanten og i selve bergveggene for å hindre utvikling av rotsprengning. For sikring mot mindre nedfall og ved småfallent berg vil det kunne være nødvendig å benytte sprøytebetong eller steinsprangnett, selv om dette i utgangspunktet ikke er ønskelig. Sikring mot isdannelse og isnedfall fra skjæringer ved drenering og montering av isnett kan være aktuelt. Detaljtegning med prinsipp for bergsikring i skjæringer følger i Vedlegg 2. Forutsatt forsiktig driving, ingeniørgeologisk oppfølging med anvisning av permanentsikring etter forholdene og geologi som ikke avviker fra det som kunne observeres på befaringsdatoen, forventes bergskjæringene å kunne etableres som prosjektert uten spesielle problemer. Utforming av skjæringene bør imidlertid kunne justeres noe underveis dersom de geologiske forholdene avviker fra det forventede. Detaljprosjektering av permanentsikring vil basere seg på inspeksjon og 2015-04-30 Side 12 av 16
vurdering av stabilitetsforholdene foretatt av personell med nødvendig bergteknisk kompetanse under utførelsen av arbeidene. Langsgående sleppe Kiler avgrenset av sprekkesett 1 (rødt) og sprekkesett 2 (gult) Figur 6 Typiske forhold observert i eksisterende skjæring 2015-04-30 Side 13 av 16
Sprekkesett 1 Sprekkesett 3 Figur 7 Plan utglidning langs sprekkesett 1 2015-04-30 Side 14 av 16
4 Referanser [1] NS-EN 1997-1:2004+NA:2008 "Eurocode 7: Geoteknisk prosjektering, Del 1 og 2" [2] Statens Vegvesen, Håndbok N200 Vegbygging [3] GEO-018 Geoteknisk datarapport E06 Eiganes Nord, datert 2015-03-03 [4] Løsmassekart, fra www.ngu.com [5] Berggrunnskart, fra www.ngu.com 2015-04-30 Side 15 av 16
5 Vedlegg 5.1 VEDLEGG 1 Ingeniørgeologisk kart og profil 5.2 VEDLEGG 2 Detaljtegning, prinsipp for bergsikring i skjæringer 2015-04-30 Side 16 av 16