E18 Flårtunnelen, Vestfold

22.09.2016 E18 Flårtunnelen, Vestfold

22.09.2016

Etablering av forskjæring og påhugg Teknologidagene 2016, Trondheim Forskjæring - bergskjæring, ensidig eller dobbel inn mot tunnelpåhugg Påhugg - sted der tunneldriving starter Terje Kirkeby Tunnel- og betongseksjonen, Vegdirektoratet

Prosjektering Geologisk kartlegging Rapportering Geoteknisk kategori / kontroll Forskjæring Sprengning Sikring skjæringsvegger Påhugg Sikring rundt påhugg Sprengning Sikring

Fra N500-utgaven på veg ut: 7.1 Etablering av forskjæring og påhugg Ved påhugget er det ofte berg av dårligere kvalitet enn ellers i tunnelen. Svakhetssoner i eller like innenfor det prosjekterte påhugg skal derfor vies spesiell oppmerksomhet. Ved detaljutforming av forskjæring og påhugg med hensyn til retning og helning skal det tas særlig hensyn til markerte svakhetsplan i bergarten (for eksempel utpreget skifrighet). Sprengning legges opp slik at en unngår underkutting av potensielle glideplan som gir ustabile skjæringer. En spesiell sprengnings- og sikringsplan skal utarbeides for påhugget. Som regel benyttes redusert salvelengde for de første salvene til at stabilt påhugg er etablert. Alternativt kan det først drives en mindre pilotstoll eller et delsnitt av profilet med etterfølgende utstrossing til fullt profil. Sikring av påhugg omfatter forhåndssikring. Sikringsmetodene kan omfatte forbolting, sprøytebetong og/eller utstøpt betong. Der det sprenges to tunnelløp, skal minste avstand mellom teoretiske sprengningsprofil være 10 m. Unntatt fra dette er områdene nær påhuggene, hvor avstanden kan reduseres og vurderes spesielt ut fra stabilitetsforhold, omfang av forskjæringsarbeidene og estetikk.

Forskjæringen Forskjæringen planlegges og sprenges ut som annen skjæring, med samme krav til kontur og bergsikring som andre skjæringer ved veg Krav til hullavstand, forsetning og effekt i 2 ytterste raster Ingen stein i vegen, ingen tiltak de første 20 årene

Forskjæringen Over portal som skal tilbakefylles holder det med arbeidssikring mht detaljstabiliteten, men totalstabiliteten må uansett ivaretas

Forskjæringen Geoteknisk kategori og kontroll Krav fra N200 Vegbygging: Bergskjæringer høyere enn 10 meter over ferdig veg skal i utgangspunktet plasseres i geoteknisk kategori 3 (dvs. uavhengig kontroll) Siste del inn mot påhugg og selve påhuggsflaten er derfor i kategori 3, og kontrolleres normalt i forbindelse med påhugg/tunnel Kan nedklassifiseres til 2 ved «godt og forutsigbart berg»

10:1 vertikal Påhuggsflaten som regel vertikal Bergskjæringer langs veg bygges vanligvis 10:1, evt etter markerte, gjennomsettende sprekker/slepper (fra N200) Påhuggsflaten bør være så slett som mulig, det letter sikring rundt og driving gjennom påhugg. Det gjøres derfor ofte ekstra tiltak her.

Tett boring i påhugg Bjølstadtunnelen, Fredrikstad 2008 (masssiv granitt)

uladet søm i påhugg Frodeåstunnelen, Tønsberg2004 (oppsprukket rombeporfyr-lava)

Tett presplitt der 3.hvert hull var ladet. Byggegrop, påhugg Lørentunnelen, Oslo. (foto: Jan Mehren).

Moderne pallrigger trenger minst 1m avstand til veggen for å få ansett på neste pall, og særlig rigger med tårnbur og støvsuger

Boring på nedre pall, påhugg Gamlegrendåsen, E134 forbi Kongsberg Dersom ikke hele veggen kan bores i én pallhøyde Teoretisk påhuggsvegg Pass på at det ikke skjærer seg med senere spiling!!

Forskjæring og påhuggsflate er etablert, hva nå?

PÅHUGGET Forskjæring og påhuggsflate er etablert, hva nå? Sikring over påhugg (antar ingen rasfare fra evt. fjellside over påhugg, kun skjæringssikring) Arbeidssikring dersom portalen skal tilbakefylles (rensk, bolter, nett/sprøytebetong) EN tar seg av denne (BH blander seg inn kun om det synes undersikret eller oversikret, eller blir bedt om assistanse (kanskje..) Permanent sikring bestilles av BH (gyste bolter iht krav, nett evt. sprøytebetong)

PÅHUGGET Forskjæring og påhuggsflate er etablert, hva nå? Sikring over påhugg Sikring rundt påhugg Her er det kun forbolter/spiling som gjelder, kamstål Ø32mm, lengde minimum 6 meter (monteres uansett bergkvalitet, men omfang og c/c vurderes etter forholdene) Utstikkende bolteender bindes sammen med fjellbånd evt. armeringsjern Sprøytes inn med betong, fiber unødvendig

Eksempel på borplan for spiling To raster, en indre og en ytre c/c = 0,5m i hver rast Stikning 1 : 5 (ca. 16 o ) W-mønster (svenskemønster) Avstand mellom rastene 0,5m Boltene bør stikke minst en halvmeter ut, er avhengig av veggens jevnhet

Eksempel på borplan for spiling Spilingen bindes sammen med f.eks. kamstål Ø16mm før sprøyting Husk: stålet skal hovedsakelig ligge på tunnelsiden av spilingen

Ringveg Vest Bergen, 2.byggetrinn (Sandeide)

PÅHUGGET Spiling kan noen ganger virke unødvendig, men: Selv om berget i påhuggsflaten synes å være av god kvalitet, enten det er bergskjæring, naturlig fjellside eller en kombinasjon av begge, kan det være usette sprekker og svakhetsplan som fører til utfall og tap av profil etter salve. Det er avgjørende at et tunnelprofil med god kontur sitter fra starten av. Ikke minst med tanke på portalstøpen.

PÅHUGGET Rekkefølgen: Skjæringsveggen/påhuggsflaten forutsettes ferdig sikret. Teoretisk sprengningsprofil merkes av på veggen om den ikke allerede er (friskes opp om nødvendig) Geologisk kartlegging, spesielt oppmerksom på ugunstige sprekker/slepper ift det nye tunnelrommet Sprengningsprofilet kan justeres inn/ut, avhengig av antatt behov for arbeidssikring før støp c/c og omfang spiling bestemmes (6m eller 8m) Greit å merke ansettlinja på veggen, evt også selve ansettpunktene, eller bare følge borplanen Mørtel i hullet, stålet presses inn med borriggen

E134 Kongsberg, tunnel gjennom Gamlegrendåsen (påhugg øst)

PÅHUGGET Mer om spiling : Avstand fra teoretisk sprengningsprofil til første bolterast, innbyrdes bolteavstand c/c og om det skal være en eller to raster bestemmes av bergoverdekning, oppsprekkingsmønster og bergmassekvaitet. Typiske avstander mellom boltene er 0,35-0,65m Én rast fra vederlag til vederlag, bundet sammen med fjellband eller Ø16mm og sprøytet inn med fiberfri betong er et absolutt minimum. Lengde 6m er normalt, 8m er også mulig. Opphengsbolter gjennom buen vurderes.

PÅHUGG; prosjektering Utforming av forskjæring/påhugg Skrå påhuggsflater bør om mulig unngås Enkleste og mest fordelaktige påhugg er i en vertikal flate tilnærmet normalt på tunnels senterlinje Enkelt å sikre rundt påhugget, små mengder Forholdsvis enkelt uttak (sprengning) Fort innunder berg, kort kontaktstøp Fristende å legge påhuggslinja parallelt med høydekotene Går ikke veglinja rett på kotene, blir påhuggsflaten skrå +/- Bør alltid vurdere et sakset/ avtrappet påhugg hvis to løp Forundersøkelser/kartlegging!!

Mindre inngrep, enklere sikring/sprengning Kortere portaler Berget mellom løpene må sikres etter egen plan (tykkelse/bergkval. avgjør) Forsiktig sprengning i lengste løp

Forskjæring/påhugg Rå- og Søråstunnelene (E39 Svegatjørn-Rådal, mellom Bergen og Os, april 2016)

Rv.4 Gran på Hadeland

Eiganestunnelen Stavanger, sept. 2016

Nordre påhugg Skogafjelltunnelen, august 2016 E39 Svegatjørn-Rådal 135 o

Spiling settes i forhold til tunnelaksen, ikke fjellveggen Bredt påhugg og lang bue som må sikres

«Ved detaljutforming av forskjæring og påhugg med hensyn til retning og helning skal det tas særlig hensyn til markerte svakhetsplan i bergarten (for eksempel utpreget skifrighet)» fra N500 (2012) Påhuggsflaten står omtrent 45 o på tunnelens retning. Tilpasset markerte sprekkeplan. Kam20-armert bue på spiling rund åpningen. Ringveg Vest Bergen, 1.byggetrinn (2008).

E18 ved Larvik (trolig boret og skutt normal kontur, men veggen har tilpasset seg en gjennomgående sprekk, ekte «geologisk betinget utfall»

PÅHUGG; prosjektering Utforming av forskjæring/påhugg Skrå påhuggsflater bør om mulig unngås Det trengs ikke 10 meter bergoverdekning Forundersøkelser/kartlegging; hvor er bergoverflaten og hvordan er bergmassekvaliteten? Kartlegging på gode og detaljerte kart, evt totalsonderinger Utforming og plassering optimaliseres Bergoverdekning tilsvarende halve spennvidden er ok dvs. kan da drives/sikres med «normale» metoder/mengder går også med betydelig mindre, men raskt økende tid/$$ med Som regel god økonomi med lengre tunnel og kortere portal Portalen kan avsluttes ca. 1 meter inn der tunnelen er kortest

3 bergmeter overdekning, granittisk gneis med steile leirslepper. Veg på oversiden. Kontinuerlig spiling, korte salver, buer på stuff. Ring Vest Bergen 2011, 2.byggetrinn

PÅHUGG; prosjektering Utforming av forskjæring/påhugg Skrå påhuggsflater bør om mulig unngås Enkleste og mest fordelaktige påhugg er i en vertikal flate tilnærmet normalt på tunnels senterlinje Enkelt å sikre rundt påhugget, små mengder Forholdsvis enkelt uttak (sprengning) Fort innunder berg, kort kontaktstøp Fristende å legge påhuggslinja parallelt med høydekotene Går ikke veglinja rett påkotene, blir påhuggsflaten skrå +/- Bør alltid vurdere et sakset/avtrappet påhugg Forundersøkelser/kartlegging!!

Tidligere ble fjellet avdekket (eller i dag også på mindre prosjekter), deretter blir påhuggslinja bestemt. Dagens kompliserte prosjekter kan ha hundrevis av tegninger, og det kan bli uante følger av sene endringer i grunnlagsmaterialet. Bygges som planlagt, selv om det kunne vært gjort bedre og billigere. 130 o

PÅHUGG; prosjektering Utforming av forskjæring/påhugg Skrå påhuggsflater bør helst unngås Det trengs ikke 10 meter ++ bergoverdekning

Steile opphengsbolter er normalt ikke nødvendig, hver kam32 tar 30 tonn også på skjær Må allikevel vurderes og monteres hvis det opptrer ugunstige sprekkeretninger og/eller ekstra dårlig innspenning, som f.eks. ved skjeve påhugg.

obs Påhuggsflaten med 45 o til tunnelretningen 8 stk. 9-12 meter lange Ischebeck-stag

Ikke skrått påhugg, men stabiliteten må aldri undervurderes, og berget undersikres!! Fv.57 Sætenestunnelen, Dalsfjordsambandet (feb. 2011)

Sætenestunnelen, sept. 2012

PÅHUGG; sprengning fra N500 Vegtunneler (2012): En spesiell sprengnings- og sikringsplan skal utarbeides for påhugget. Som regel benyttes redusert salvelengde for de første salvene til at stabilt påhugg er etablert. Alternativt kan det først drives en mindre pilotstoll eller et delsnitt av profilet med etterfølgende utstrossing til fullt profil.

Frodeåstunnelen, Tønsberg, 2005. Spiling, armering og sprøytebetong.

Står, til tross for elendig fjell.

En god metode er også en lengre pilot, stor nok til å få inn rigg og hjullasterskuffa

Uansett: nøyaktig boring, svak lading og lette tak mot kontur (lett utslag riktig veg) Normal kontur etter prosess 32.11 med hullavstand/ forsetning lik 0,7m/0,9m og 3 GW effekt (tilsvarer ca. gule rør) er som regel for mye i påhugg Alternativ kontur etter prosess 32.12 (0,5m/0,7m) og 2,2 GW (orange rør) er et bedre valg evt selvkomponert plan f.eks c/c=0,3m med orange rør i 2.hvert hull iallfall ikke f.eks slurrystreng eller Kemix-rør hullavstand, c/c forsetning

ingen god plan

Bedre En bedre plan, et eksempel med skrå påhuggslinje SKRÅ PÅHUGG: Komplisert, tidkrevende driving Kostbar sikring og driving Endog risikere tilleggskrav for skrå påhugg

og alltid: Solid dekning!! Kutten er som et kanonskudd

Driving innenifra og ut Det er ikke alltid forskjæringen i andre enden er tilgjengelig for tunnelriggen. Strøm/vann kan også mangle. Driving innenifra gjøres slik: (Forutsetter forskjæringen ute ferdig, helst rensket og sikret.) Stopper i tide når en nærmer seg utslagsflaten, borer noen sonderhull for å sjekke avstanden ut. Det hender EN foreslår å spile inneinfra og drive fullt profil, av bekvemmelighetshensyn, det skal BH ikke falle for. spilingen det du klarer å bore teoretisk sprengningsprofil Dersom fullt profil innenifra; selve åpningen må nødvendigvis bli større enn nødvendig, spilingen får også feil vinkling

Driving innenifra og ut Det er ikke alltid forskjæringen teoretisk sprengningsprofil i andre enden er tilgjengelig for tunnelriggen. Strøm/vann kan å kjøre gjennom også mangle. Driving innenifra gjøres slik: Først pilot stor nok for riggen (Forutsetter forskjæringen ute ferdig, helst rensket og sikret.) Stopper i tide når en nærmer seg utslagsflaten, borer noen sonderhull for å sjekke avstanden ut. Det hender EN foreslår å spile inneinfra og drive fullt profil, av bekvemmelighetshensyn, det skal BH ikke falle for. Driver en pilot ut, stor nok for tunnelriggen.

Driving innenifra og ut Det er ikke alltid forskjæringen i andre enden er tilgjengelig for tunnelriggen. Strøm/vann kan også mangle. Driving innenifra iallfall gjøres konturen slik: bores utenifra. Spiling/armering/sprut rundt påhugg, Resten av profilet strosses forsiktig ut (Forutsetter forskjæringen ute ferdig, helst rensket og sikret.) Stopper i tide når en nærmer seg utslagsflaten, borer noen sonderhull for å sjekke avstanden ut. Det hender EN foreslår å spile inneinfra og drive fullt profil, av bekvemmelighetshensyn, det skal BH ikke falle for. Driver en pilot ut, stor nok for tunnelriggen. Kjører riggen ut, snur og borer spiling og iallfall konturen.

E6 Kråkmotunnelen, Nordland UTFALL Omtrentlig sprengningsprofil

E6 Kråkmotunnelen, Nordland

Spiling og litt mer enn fullt profil, drevet ut innenifra

Begrenset skaden om mørtelen var ordentlig herdet, og spiling/fjellband sprøytet inn? Påstand: Skulle vært boret opp og sikret utenifra.

Manglende spiling. Fv.714 Laksevegen (Fenestunnelen, 2012)

Noe spiling, manglende armering.

Bue med spiling, armering og sprøytebetong. Fv.557 Knappetunnelen, Ringveg Vest Bergen, 2010

Hva hjelper det, når det skytes for hardt?

Dyrskartunnelen fra nord, ca. år 1900

Dyrskartunnelen Dyrskartunnelenfra nord, i dagca. år 1900