I
II
III Forord
Masteroppgaven er gjennomført ved NTNU Institutt for geologi og bergteknikk, våren 2015, og er et samarbeidsresultat mellom Statens vegvesen region vest og NTNU.
Jeg vil først og fremst takke hovedveileder Professor Bjørn Nilsen ved NTNU for å ta kontakt med Statens vegvesen og inngå et samarbeid. Gjennom semesteret har det vært flere lærerike og inspirerende samtaler, tilsending av litteratur og besøk på prosjektet. Takk til Statens vegvesen region vest for muligheten til å ta del i prosjektet og for å sette av tid. Jeg vil rette en spesielt takk til kontaktperson, Ingeniørgeolog Anne-Merete Gilje, for god dialog, tilsending av materiale og ikke minst god tilrettelegging av organisering under befaringen. I tillegg har kontrollingeniørene på både Hundvåg og Solbakk sendt fortløpende informasjon.
Av disse må en ekstra takknemlighet rettes mot Magni Mauset og Jon Bjarte Rasmussen (Solbakk) som har vært svært imøtekommende, hjelpsomme og gjorde en andre befaring mulig. Erfaringer fra prosjektet har vært avgjørende for videre prognoser. Takk til Øyvind Riste i Multiconsult for interessante informasjon om geologiske forhold i Rogaland og Ryfylketunnelen.
Jeg vil også takke Gunnar Vistnes fra Bergteknisk laboratorium ved NTNU for testing og preparering av prøvemateriale, Laurentius Tijhuis (NTNU) for utførelse av XRD-analyse, og Nghia Quoc Trinh (NTNU/SINTEF) som var med å bestemme input-parametere og tolke resultater under den numeriske modelleringen i Phase2.
Trondheim 08.06.2015 Ingvild Lausund
IV
V
Sammendrag
Ryfylketunnelen er et pågående undersjøisk tunnelprosjekt i Rogaland mellom Stavanger og Ryfylke. Ved åpning i 2019 vil den bli Norges lengste og dypeste veitunnel, 14,3 km lang og 292 muh. I konkurransegrunnlaget ble det anslått at tunnelen skal gå gjennom 64
svakhetssoner. Fra de seismiske undersøkelsene har hastigheter ned i 2200 m/s blitt registrert.
Denne oppgaven vurderer stabilitet og sikringsbehovet til de resterende svakhetssonene i tunnelen.
Når masteroppgaven ble utarbeidet var 40 % av tunnelen drevet, og 60 % stod igjen.
Prognosene er hovedsakelig basert på erfaringer fra drivingen og seismiske hastigheter. På Solbakk har mye av drivingen foregått på land, mens resterende deler av tunneler
hovedsakelig er undersjøisk og på større havdyp. Ettersom sikring og stabilisering er basert på Q-verdi har en korrelasjon mellom seismisk hastigheter og erfarte bergkvaliteter (Q-verdi) blitt estimert for å vurdere bergmassekvaliteten. Til nå har forholdene vært bedre enn hva konkurransegrunnlaget tilsier. Samtidig har berggrunnen vært kompleks med variabel overenstemmelse i forhold til de seismiske resultatene. Dessuten har kvaliteten mellom de to løpene flere steder vært svært forskjellig. Dette har gjort det vanskelig å gi gode prognoser for de resterende delene av tunnelen. Modellering i 2D-programmet Phase2 har blitt utført i utvalgte soner for å vurdere sikring og stabilitet.
På Solbakk (påhugg sørøst) har 97,97-98,13 % av tunnelen blitt sikret med bolter og
sprøytebetong. Tilsvarende har 92,52-92,54% blitt installert på Hundvåg (påhugg nordvest).
Bergartsskillet Boknafjorddekket-Visteflaket er den største bidragsyteren til tyngre sikring på Hundvåg-entreprisen. Tung sikring har bestått av spiling, noen steder med buer og fjellbånd.
Det gjenstår to bergartsskiller i tunnelen, Visteflaket-Boknafjorddekket og Storheidekket- Boknafjorddekket. Sistnevnte er vurdert å være det mest krevende området i hele tunnelen.
Avhengig av faktisk bergmassekvaliteten og vannforhold er sikring- og
stabiliseringsmuligheten brei. Analysen i Phase2 indikerer at rørparaply med buer, bolter og sprøytebetong er det beste sikringsalternativet i denne sonen. Det har ikke blitt foretatt spenningsmålinger i forbindelse med Ryfylketunnelen. Avhengig av spenningssituasjon kan det være aktuelt med sålestøp i områder med dårlig kvalitet. Utenom dette er spiling og buer antatt å være tilstrekkelig sikring i krevende svakhetssoner. I følge de seismiske
undersøkelsene er de mest krevende forholdene lokalisert i løp A.
VI
Summary
The Ryfylke tunnel is an ongoing subsea tunnel in Rogaland between Stavanger and Ryfylke.
When constructed in 2019 it will become the longest and deepest subsea tunnel in Norway, 14.3 km long and 292 m below sea level. From the tender documents the tunnel is supposed to pass 64 weakness zones. From the seismic surveys speeds down to 2200 m / s have been recorded. This report assesses the stability and support for the remaining weakness zones in the tunnel.
When the thesis was compiled had 40% of the tunnel has been excavated, and 60% remains.
The estimations for the remaining weakness zones are mainly based on experiences from previous excavation and the seismic velocity. Especially on Solbakk most of the excavation have been on land. And most of the remaining tunnel are under water and deeper. Since stability and support are based on the Q-value, a correlation between the seismic velocity and experienced rock qualities (Q-value) have been estimated to assess the rock mass quality.
Until now, conditions have been better than the tender documents indicated. But the bedrock has been complex with variable consistencies with the seismic results. In addition the quality between the two tunnels have been questionable. This has made it difficult to provide good forecasts for the remaining parts of the tunnel. Modelling in 2D program Phase2 has been conducted in selected zones to assess stability and support. On Solbakk (southeast entrance) 97.97-98.13% of the tunnels have been supported with bolts and shotcrete. Similarly, 92.52- 92.54% on Hundvåg (northwest entrance). The distinction between Boknafjorddekket- Visteflaket has been the largest contributor to heavier support at Hundvåg contract. Heavy support has consisted of spiling and some arches and rock bands. It remains two rock
distinctions in the tunnel, Visteflaket-Boknafjorddekket and Storheidekket-Boknafjorddekket.
The latter is considered to be the most challenging area in the whole tunnel. Modelling in Phase2 indicate a support method comprising of pipe-umbrella with arches, bolts and shotcrete. It has not been undertaken rock stress measurements associated with the Ryfylke tunnel. Depending on the stress situation concrete lining could be needed in the floor if the quality is poor. Besides this, spiling and arches are believed to be sufficient support and stabilisation in demanding weakness zones. According to the seismic surveys the demanding area are located in tunnel A (south).
VII
Innholdsfortegnelse
Forord ... III Sammendrag ... V Summary ... VI
Kapittel 1 Innledning ... 1
1.1 Ryfylketunnelen... 1
1.2 Prosjektoppgaven ... 1
1.3 Masteroppgaven ... 2
1.4 Begrensninger ... 3
1.5 Grunnlagsmateriale ... 4
Kapittel 2 Ryfylketunnelen ... 4
2.1 Prosjektbeskrivelse ... 4
2.2 Regionalgeologi ... 6
2.2.1 Berggrunnsbeskrivelse ... 6
2.2.2 Løsmasser ... 8
Kapittel 2 Undersøkelser ... 10
Kapittel 3 Prognoser vs. Erfaringer... 12
3.1 E02 Solbakk ...12
3.1.1 Prognoser frem til pel 17270 (A) / pel 17180 (B) ... 12
3.1.2 Erfaringer fra driveperioden frem til pel 17270 (A) / pel 17180 (B) ... 20
3.1.3 Prognoser vs. Erfaringer frem til pel 17270 (løp A) / 17180 (løp B) ... 28
3.2 E03 Hundvåg ...29
3.2.1 Prognoser frem til pel 8604 (løp A)/8704 (løp B) ... 29
3.2.2 Erfaringer frem til pel 8604 (løp A)/8704 (løp B) ... 31
3.2.3 Prognoser vs. erfaringer frem til pel 8604 (løp A) / 8704 (løp B) ... 37
3.4 Erfaringer fra andre prosjekter ...37
3.4.1 Rennfastforbindelsen ... 37
3.4.2 Finnøytunnelen ... 38
3.4.3 T-forbindelsen ... 38
3.4.4 Bjorøytunnelen ... 38
3.4.5 Atlanterhavstunnelen ... 39
3.4.5 Ålesundtunnelene ... 39
3.4.6 Oppsummering fra andre prosjekter ... 40
Kapittel 4 Drivefilosofi ... 41
4.1 Vurdering av stabilisering- og sikring ...41
VIII
4.2 Bergsikring- og stabiliseringsmetoder ...43
4.3 Sikring av svakhetssoner ...50
Kapittel 5 Stabilitetsproblemer ... 52
5.1 Utløsende faktor...52
5.2 Bergspenninger ...55
5.3 Bergoverdekning ...59
Kapittel 6 Laboratoriemetoder ... 60
6.1 Løsmasser ... 60
6.2 Bergdelen ...67
Kapittel 7 Ingeniørgeologiske prognoser ... 73
7.1 Seismisk hastighet og Q-verdi ...73
7.1.1 Empirisk formel ... 76
7.1.2 Rennfast og Finnøytunnelen ... 77
7.1.3 T-forbindelsen ... 77
7.1.4 Ryfylketunnelen ... 78
7.2 Vanskelighetsgrad ...83
7.2.1 Norconsult metoden ... 83
7.2.2 Erfaringsbasert, Ryfylketunnelen ... 84
7.3 De tre vanskeligste svakhetssonene ...86
7.3.1 Bergartsskillet Visteflaket-Boknafjorddekket ... 86
7.3.2 Bergartsskillet Storheidekket-Boknafjorddekket... 88
7.3.3 Svakhetssone 12/13 ... 91
8 Bergsikring og stabilisering ... 91
8.1 Sikringsmatriser ...92
8.2 Numerisk modellering ...94
8.2.1 Svakhetssone 28c-29 ... 96
8.2.2 Sone 12-13 ... 106
8.2.3 Sone 18-21 ... 112
8.3 Behov for vannsikring og vannstabilisering ... 113
Kapittel 9 Resultater ... 115
Kapittel 10 Diskusjon av mulig driving og sikring gjennom resterende svakhetssoner ... 118
Kapittel 11 Konklusjon ... 123
Kapittel 12 Videre arbeid ... 124
IX
Kapittel 13 Referanseliste ... 125
Kapittel 14 Vedlegg ... 130
Figurliste Figur 1 Berggrunn N250 grønn=fyllitt, rosa=gneis. En forenklet tunneltrase er tegnet inn på kartet. Ryfylketunnelen er illustrert med rød strek (modifisert etter NGU,2014) ... 2
Figur 2 Oversiktskart over Ryfylketunnelen (modifisert etter vegvesen.no) ... 5
Figur 3 Utsnitt fra NGUs berggrunnskart (1:250 000) med inntegnet tunneltrase og dekkeenheter. Rosa=gneis, grønn=fyllitt (modifisert av Norconsult, 2012a) ... 7
Figur 4 Utsnitt fra NGUs berggrunnskart (1:250 000) med inntegnet tunneltrase og dekkenheter. Rosa=gneis, grønn=fyllitt (Modifisert av Norconsult, 2012b) ... 8
Figur 5 Utsnitt av NGU løsmassekart fra Solbakk (modifisert av Norconsult, 2012a)……..9
Figur 6 Utsnitt fra NGU løsmassekart fra Hundvågsiden (modifisert av Norconsult, 2012a) ... 10
Figur 7 Høgdeprofil over svakhetssonene fra sone 1 til 5 (Norge i bilder) ... 13
Figur 8 Inntegnet sone 5b i utsnitt av profilet (modifisert etter Norconsult, 2012a/b) .. 13
Figur 9 Resultat fra profil 11/14, svakhetssonene er inntegnet (GeoPhysix, 2014)……...14
Figur 10 Utsnitt av den dårlig kvalitet frem til 2,9 m (privat) ... 17
Figur 11 ”intakt kjerne” i starten av kjerneboringen (privat) ... 17
Figur 12 Antatt glimmer-mineral fra bruddflate (privat)……...………...18
Figur 13 Såpeglatt bruddflate (privat)…..………...18
Figur 14 Område med dominerende kvartslinser/kvartsitt ved 96,85 m (privat) ... 18
Figur 15 Oppsprekking rundt 186,31 m (privat) ... 19
Figur 16 MWD-data fra sone 5b (Statens vegvesen, 2015)……….23
Figur 17 Fargeforklaring MWD-data (Statens vegvesen, 2015)………...23
Figur 18 Ras i heng 5b løp A (Mauset, 2015) ... 24
Figur 19 Kile nærme svakhetssone 6 løp A (Rasmussen, 2015) ... 26
Figur 20 Nedre salve til svakhetssone 42 (Jensen, 2015) ... 34
Figur 21 Bilde fra heng i taket. Bergmassen er oppsprukket med tette og flattliggende sprekker (Jensen, 2015) ... 34
X
Figur 22 Forbolter forankret med sprøytebetongplate, radielle bolter og
sprøytebetongbuer (Statens vegvesen, 2010) ... 44
Figur 23 Enkelarmert sprøytebetongbue (Statens vegvesen, 2010)……….…46
Figur 24 Dobbelarmert sprøytebetong (Statens vegvesen, 2010)………..…46
Figur 25 Gitterbuer fra Eiganestunnelen (privat)……….……46
Figur 26 Udrenert betongutstøpning (NFF, 2006)………...…47
Figur 27 Drenert betongutstøpning (NFF, 2006)………..47
Figur 28 Montering av rørparaply ved Snekkestad (Dragset, 2013)……….49
Figur 29 Illustrasjon av løsmassesonen ved Snekkestad (Dragset, 2013)……….…49
Figur 30 Svakhetssone i kompetent berg (NFF, 2008)……….….51
Figur 31 Kile i heng (NGI, 2013)………..52
Figur 32 Forhold mellom skvising og overdekning (Singh et. al, 1992)……….…54
Figur 33 Ulike typer svakhetssoner (Palmstrøm, 1995) ... 55
Figur 34 Horisontalspenninger, Finnøytunnelen (Larsen et al, 2008) ... 57
Figur 35 Fordeling av bergoverdekning (modifisert etter Norconsult, 2012a/b) ... 60
Figur 36 Prinsippskisse for frisvelling (Statens vegvesen, 2005) ... 61
Figur 37 Frisvelling prøve A (privat)………61
Figur 38 Prøvemateriale A (privat)………...61
Figur 39 Frisvelling prøve B (privat) ... 62
Figur 40 Inhomogen mineralsammensetning fra ett av prøvestykkene til materiale B (privat) ... 62
Figur 41 Sleppe ved pel 8115, prøve C , høyre vederlag (privat) ... 63
Figur 42 Sammenligning av svelletrykk og frisvelling (modifisert etter Mao, Nilsen & Dahl,2011) ... 666
Figur 43 Prøve fra antatt Boknafjorddekket (privat)……….…67
Figur 44 Prøve fra antatt Visteflaket (privat)………..68
Figur 45 Prøve fra antatt Storheidekket (privat)….………...……..69
Figur 46 Prøve fra antatt Storheidekket (privat)………..69
Figur 47 Triaksialapparatet under testing (Vistnes, 2015)……….70
Figur 48 Nærbilde av kjerne med måleapparat under testing (Vistnes, 2015)………..70
Figur 49 Sammenligning av prosentfordelt seismisk hastighet fra tabell 18-20 ... 75
Figur 50 Erfarte seismisk hastighet vs. Q-verdi på Hundvåg ... 79 Figur 51 Seismisk hastighet vs. Q-verdi fra Ryfast, Rennfast/Finnfast og empirisk formel . 80
XI
Figur 52 Forhold mellom seismisk hastighet og erfarte Q-verdi på Solbakk ... 81
Figur 53 Seismisk hastighet vs. erfaringer fra Finnfast/Rennfast, empirisk formel og erfaringer i Storheidekket ... 82
Figur 54 Svakhetssone 28b (stiplet grønn), 29 (grønn) og 29b (lilla) er tegnet inn på tunneltraseen (svart) og merket med en rød sirkel (Norconsult, 2012b) ... 87
Figur 55 Antatt plassering av svakhetssonene ved bergartsskillet (Utdrag fra Norconsult, 2012a) ... 90
Figur 56 Plassering av seismiske profilser til svakhetssone 18-21 (Norconsult, 2012a) 90 Figur 57 Alternativ 1 for svakhetssone 28c-29b (Phase2)..………97
Figur 58 Alternativ 2 for svakhetssone 28c-29b (Phase2)………..……97
Figur 59 Alternativ 3 for svakhetssone 28c-29b (Phase2)………..98
Figur 60 Deformasjon for alternativ 1 uten sikring (Phase2) ... 100
Figur 61 Brudd for alternativ 1 uten sikring (Phase2) ... 101
Figur 62 Deformasjon i løp A for alternativ 2 (Phase2) ... 102
Figur 63 Deformasjon for alternativ 2 (Phase2) ... 102
Figur 64 Deformasjon alternativ 3 (Phase2) ... 103
Figur 65 Brudd for alternativ 3 (Phase2)... 103
Figur 66 Alternativ 1 med rørparaply (Phase2) ... 104
Figur 67 Deformasjon alternativ 2 med rørparaply og 30 cm sprøytebetong (Phase2) 105 Figur 68 Deformasjon for ulike materialparametere, svakhetssone 28c-29b ... 106
Figur 69 Spenningssituasjon 1, deformasjon til materiale B (Phase2) ... 108
Figur 70 Spenningssituasjon 2, deformasjon materiale B (Phase2)... 109
Figur 71 Deformasjon som funksjon av UCS (Phase2) ... 109
Figur 72 Brudd for spenningssituasjon 2 med sikring. Gul bolt, rød sprøytebetong og rød bergmasse indikerer 100 % brudd (Phase2)………110
Figur 73 Sigma 1 for lave horisontalspenninger med sikring, (Phase2)………..111
Figur 74 Sigma 1 for høye horisontalspenninger med sikring (Phase2)……….111
Figur 75 Deformasjon mot E-modul for sone 12-13 (Phase2)………...…112
Tabelliste Tabell 1 Sentrale grunnlagsmaterialer ... 4
Tabell 2 Hastighetstolkninger for løsmasser (GeoPhysix, 2014) ... 8
XII
Tabell 3 RQD verdier kartlagt fra kjernene ... 16 Tabell 4 Prognoser frem til pel 17270 (A) / pel 17180 (B) ... 20 Tabell 5 Prognoser for svakhetssoner i driveperioden frem til 21/04/2015 ... 30-31 Tabell 6 Oppsummering fra andre prosjekter (fra Lausund, 2014) ... 40-41 Tabell 7 Horisontalspenninger fra nærliggende prosjekter (Holmøy et al., 2014) ... 56 Tabell 8 Målinger ved Krågøy (Holmøy et. al, 2011) ... 57 Tabell 9 Målinger ved Krågøy(Friestad, 2012) ... 57 Tabell 10 Spenninger Finnøytunnelen (Larsen et. al, 2008) ... 57-58 Tabell 11 Resultater fra frisvelling og svelletrykk-test (svelletrykk målingene er utført
av SINTEF, 2015) ... 63 Tabell 12 Svelletester fra Solbakk (SINTEF, 2015) ... 64-65 Tabell 13 Klassifisering av frisvelling og svelletrykk (SINTEF, 2015)... 65 Tabell 14 Resultat fra XRD-analysen (Laurentius, 2015) ... 66-67 Tabell 15 Resultater fra triaksialtesting utført av G. Vistnes og I. Lausund (modifisert
etter Vistnes, 2015) ... 71 Tabell 16 Klassifisering av UCS (Myrvang, 2001) ... 72-73 Tabell 17 Snittverdier fra resultater (Vistnes, 2015) ... 73 Tabell 18 Seismisk hastighetsfordeling undersjøisk del Kistesundet (Norconsult, 2012b) . 74 Tabell 19 Seismisk hastighetsfordeling undersjøisk del Horgefjorden (Norconsult, 2012b)
... 74 Tabell 20 Seismisk hastighetsfordeling undersjøisk del Hidlefjorden (modifisert etter
Norconsult, 2012a*) ... 74-75 Tabell 21 Forhold mellom seismisk hastighet og Q-verdi etter empirisk formel (Barton &
Grimstad, 2014) ... 76-77 Tabell 22 Korrigert forhold mellom seismisk hastighet og Q-verdi fra Rennfastforbindelsen
og Finnøytunnelen (NGI, 2010) ... 77 Tabell 23 Seismisk hastighet og Q-verdi i svakhetssoner for Førresfjorden, T-forbindelsen
(Moen, 2012) ... 77-78 Tabell 24 Foreslått sammenheng mellom seismisk hastighet og Q-verdi, Visteflaket ... 81 Tabell 25 Foreslått sammenheng mellom seismisk hastighet og Q-verdi, Storheidekket82 Tabell 26 Vanskelighetsklasse basert på seismisk hastighet og sonetykkelse (Norconsult,
2012a/b) ... 83
XIII
Tabell 27 Antatt stabilitet- og vannlekkasjeproblemer for hver svakhetssoneklasse
(Norconsult, 2012a/b) ... 83 Tabell 28 Vanskelighetsklasse for resterende svakhetssoner etter Norconsult-metoden
(Norconsult, 2012a/b) ... 84 Tabell 29 korrigert vanskelighetsgrad (basert på Norconsult, 2012a/b)... 85 Tabell 30 Anslått seismisk hastighet til svakhetssone 18-21 ... 90 Figur 31 Forholdet mellom permanent sikring og Q-verdi (hentet fra Statens vegvesen, 2014)……….92-93 Figur 32 Sikring foran stuff (NFF, 2008)……….93 Tabell 33 Kritisk tøyning etter Sakurai (modifisert etter Hoek, 1999) ... 94 Tabell 34 Bergspenninger i de ulike spenningsmodellene ... 95 Tabell 35 Input i Phase2 for intakt og oppknust gneis etter generalized Hoek-Brown
kriteriet ... 98 Tabell 36 Input verdier i Phase2 etter Mohr-Coulomb kriteriet ...99-100 Tabell 37 Materialparametere for høy, middels og lav kvalitet (Trinh et al, 2006)105-106 Tabell 38 Input i Roclab ... 107 Tabell 39 Materialparametere i Phase2, variabel UCSintakt ... 107-108 Tabell 40 Vurdering av sannsynlighet for tung sikring av utvalgte soner ... 115 Tabell 41 Prognoser for fremtidige svakhetssoner ... 115-117 Tabell 42 Oversikt over vedlegg………130
1
Kapittel 1 Innledning
1.1 Ryfylketunnelen
Ryfylketunnelen, tidligere Solbakktunnelen, inngår i prosjektet riksvei 13 Ryfast. Og vil erstatte dagens fergeforbindelser, Stavanger-Tau og Lauvvik-Oanes, mellom Stavanger og Ryfylke. Trafikkmengden, ÅDT, på strekningene er henholdsvis 2192 (2010) og 1573 (2009).
Innbyggertallet i de aktuelle Ryfylkekommunene Suldal, Hjelmeland, Strand og Forsand er ca. 19 500. Veitunnelen vil bidra til både avvikling av fergene og tilrettelegging for videre bosetting og utvikling i disse kommunene. I dag er kaien plassert i Stavanger sentrum og bidrar derfor til et ekstra press på et alt overbelastet veinett. Når tunnelen åpner i 2019 vil trafikken flyttes ut av sentrum til Hundvåg, og dermed redusere presset på vegnettet i sentrum (vegvesen.no).
En av de største utfordringene ved denne type tunneler er å drive gjennom svakhetssoner på en forsvarlig måte. I denne oppgaven analyseres sikring- og stabiliseringsbehovet i de resterende delene av tunnelen.
1.2 Prosjektoppgaven
Masteroppgaven er en videreføring av prosjektoppgaven med tittelen ”Analyse av ingeniørgeologiske forhold av spesiell betydning for stabilitet og sikringsbehov i Ryfylketunnelen”. Erfaringsdata fra driving av Finnøytunnelen, Rennfastforbindelsen (Byfjord- og Mastrafjordtunnelen), T-forbindelsen, Bjorøy tunnelen, Ålesundtunnelene (Valderøy- og Ellingsøytunnelen) og Atlanterhavstunnelen ble samlet inn for å kartlegge potensielle problemstillinger. De fire første ble valgt fordi de er plassert i Rogaland og kan derfor gi informasjon om lokale forhold. Tunnelene er tegnet inn ammen med Ryfast-traseen i figur 1. De fire resterende tunnelene opplevde spesielt krevende svakhetssoner. Drivingen gjennom samtlige av disse sonene krevde lang tid og tung sikring. Erfaring fra
tunnelprosjektene i prosjektoppgaven har blitt satt sammen for å vurdere hvordan drivingen gjennom sammenlignbare svakhetssoner i Ryfylketunnelen bør utføres.
2
Figur 1 Berggrunn N250 grønn=fyllitt, rosa=gneis. En forenklet tunneltrase er tegnet inn på kartet. Ryfylketunnelen er illustrert med rød strek (modifisert etter NGU,2014)
1.3 Masteroppgaven
Målet med masteroppgaven er å samle inn nok informasjon til å vurdere sikring- og
stabilitetsbehovet til de resterende svakhetssonene i tunnelen. Følgende faktorer har vært med i analysen:
Erfaringer fra tunneldrivingen i Ryfylketunnelen (40% av total lengde)
Erfaringer fra tunnelene i prosjektoppgaven
Litteratur om driving, tung sikring og stabilisering
Innsamling av prøvemateriale under befaring
Triaksialtesting av blokkprøver og svelletester av leirmateriale
Modelleringer i 2D programmet Phase2 for utvalgte soner
Erfaringer fra den allerede gjennomførte drivingen i Ryfylketunnelen har blitt vektlagt i vurderingen av sikrings- og stabilitetsforbruket for de resterende svakhetssonene i tunnelen.
Grunnen til det er at disse er tilpasset de stedlige forholdene. Erfaringer fra tunnelene i prosjektoppgaven har vært med på å gi et breiere spekter av data, problemstillinger og løsninger. Ved utarbeiding av korrelasjon mellom seismisk hastighet og Q-verdi har
bergmassekvaliteten til de resterende delene av tunnelen blitt anslått. Sammen med beregnet
3
vanskelighetskasse har dette vært utgangspunktet for å anslå sikring- og stabiliseringsmetoder.
De tre vanskeligste sonene har blitt analysert detaljert for å vurdere drive- og sikringsfilosofi.
Disse har blitt vurdert for forskjellige bergmassekvaliteter og vannforhold, avhengig av hva som er erfart og forundersøkelser. Formålet med dette er å demonstrere uvisse med denne type vurderinger og verken overestimere eller underestimere sikring- og stabilitetsbehovet.
Flere mulige metoder er vurdert for å finne den mest optimale løsningen. Modellering i programmet Phase2 er ment å være et verktøy for å vurdere potensiell
spenningskonsentrasjon, brudd og deformasjon.
1.4 Begrensninger
Oppgaven har foregått i et begrenset tidsrom og det har derfor ikke vært mulighet til å vurdere alle sonene like detaljert. Derfor er det valgt å fokusere på de tre vanskeligste sonene.
Det stilles stor uvisse til denne analysen. Utgangspunktet for å vurdere kvaliteter har vært seismiske hastigheter. Disse undersøkelsene har begrenset utstrekking, og usikkerhet i både målingene og utførelsen. Dessuten måler undersøkelsene bare de øvre lagene av berggrunnen, og dermed ikke ved selve tunneltraseen. I følge de seismiske rapportene er nøyaktighetene 2 m, eller 15% (GeoPhysix, 2014). Erfaringene fra drivingen har vært at forholdene har vært bedre enn forventet, og flere soner har ikke blitt funnet. Bare noen områder på land har blitt undersøkt med seismikk. Det mangler derfor sammenligningsgrunnlag for hastighet mot kvalitet for flere av de erfarte sonene. Det er også usikkert om de landlige forholdene er sammenlignbare med de undersjøiske.
Det har vært vanskelig å samle inn fortløpende informasjon. Derfor mangler det datagrunnlag enkelte steder.
Når det gjelder modelleringen er det knyttet stor usikkerhet til inngangsparameterne. Det har ikke blitt utført spenningsmålinger. Bergmassekvalitet og grunnvannsforhold er delvis ukjent.
Programmet er todimensjonalt med begrenset muligheter for å legge inn tung sikring. Det er ikke mulig å legge inn forbolter eller annen tung sikring på tradisjonelt vis. Slike
sikringsmetoder er lagt inn sammen med bergmassen som en forbedret sone. Det er vanskelig å finne parametere som kan brukes i Phase2, og dermed usikkert hvordan dette skal
korrigeres. På grunn av stor usikkerhet knyttet til inngangsparameterne er nyttigheten av
4
denne analysen svært usikker, men likevel en god indikasjon på lokalisering og omfang av eventuelle sikring- og stabilitetsproblemer.
1.5 Grunnlagsmateriale
Innsamling av informasjon har vært en betydelig del av oppgaven. Tabell 1 oppsummerer de mest sentrale kildene.
Tabell 1 Sentrale grunnlagsmaterialer
Publisert Tittel Forfatter
2015 Novapoint Statens vegvesen
2012 Konkurransegrunnlaget Norconsult
2014-2015 Kommunikasjon med arbeiderne Statens vegvesen 2008 Tung bergsikring i underjordsanlegg NFF
2010 Rapport 2538 : Arbeid foran stuff og stabilitetssikring i vegtunneler
Statens vegvesen 2014 Prosjektoppgaven : Analyse av ingeniørgeologiske
forhold av spesiell betydning for stabilitet og sikringsbehov i Ryfylketunnelen
Lausund
Kapittel 2 Ryfylketunnelen
Kapittelet er ment å gi en innføring i prosjektet og regionalgeologien. Ettersom dette ble gjennomgått i prosjektoppgaven henvises det til Lausund, 2014 for ytterligere informasjon.
2.1 Prosjektbeskrivelse
Ryfylketunnelen er en undersjøisk veitunnel mellom Stavanger og Strand kommune.
Påhuggene er plassert ved Hundvåg i vest og Solbakk i øst. Tunnelen vil ved ferdigstilling være ca. 14,3 km lang og på det dypeste 292 m under havet. Derav er ca. 10,3 km av
strekningen under sjø. Ryfylketunnelen vil bli Norges lengste og dypeste undersjøiske tunnel ved ferdigstilling i 2019 (vegvesen.no).
5
Tunnelen består av to løp med tverrsnitt T8.5, T11.5 ved havarinisjer. Fjellhaller under øyen Hidle skal bidra til å bryte monotonien som et sikringstiltak i den lange tunnelen.
Eiganestunnelen inngår også i Ryfylkepakken, men blir ikke gjennomgått i denne masteroppgaven (Norconsult, 2012a/b).
Ryfylketunnelen er delt inn i to entrepriser, skilt ved øyen Hidle. Figur 2 gir et oversiktsbilde over Ryfylketunnelen. Byggherren, Statens vegvesen, stiller selv med kontrollingeniører (Norconsult, 2012a/b).
Figur 2 Oversiktskart over Ryfylketunnelen (modifisert etter vegvesen.no)
Entreprise E02 Solbakk-Hidle
Fra Solbakk driver det sveitsisk firmaet Marti IAV. Fra påhugget består entreprisen av ca. åtte km veitunnel. Hidlefjorden strekker seg omtrent 5,1 km fra sjøkanten på Solbakk til Hidle.
Lokalitetene med de mektigste sedimentene og største havdyp befinner seg på denne entreprisen (Norconsult, 2012a).
Entreprise E03 Hundvåg-Hidle
Fra Hundvåg til Hidle passerer tunnelen Kistesundet og Horgefjorden. Separert med øyene Sandøya og Odda. AF Anlegg er entreprenør på denne siden. Lengden er beregnet til 6,4 km
1
hvor 5,2 km er undersjøisk (Norconsult, 2012b).
2.2 Regionalgeologi
Området rundt Ryfylketunnelen består av prekambriske grunnfjellsbergarter med
overliggende kaledonske dekkebergarter. Grunnfjellet er sammensatt av flere gneiser og noen gabbrotyper. Under den kaledonske fjellkjededannelsen for ca. 350 millioner år siden ble langtransporterte skyvedekker avsatt på grunnfjellet. Ryfast kommer til å gå gjennom tre av disse skyvedekkene. Det nederste dekket, Visteflaket, er av fyllittisk karakter. Deretter er det to overliggende gneisdekker; Storheidekket og Boknafjorddekket (Norconsult, 2012a/b).
Den kaledonske fjellkjededannelsen har bidratt til dannelse av forkastninger, hovedsakelig steile (tilnærmet 90) med strøk NS og NNV-SSØ. Under den siste istid, for under 10 000 år siden, har flere forkastninger blitt reaktivert. Dette har resultert i en mer kompleks geologi med forkastninger opptil 10 m sprang. Skyvedekkene har typisk flat og foldet struktur (Norconsult, 2012a/b).
2.2.1 Berggrunnsbeskrivelse
Visteflaket er det eldste skyvedekket fra kambrisk-ordivisisk alder. Mektigheten i
Stavangerområdet er opptil flere hundre meter. Fyllitten inneholder stedvis mye kvartslinser.
Kvartsglimmerskifer, kvartsittbenker og sandstein forekommer også (Norconsult, 2012a/b).
Storheidekket (midterste laget) og Boknafjorddekket (øverste laget) består av gneiser fra prekambrisk tidsalder. Dekkene beskrives som stedvis båndet gneis, der hovedforskjellen synes å være mer glimmerinnhold i Storheidekket. Begge dekkene inneholder
kvartsfeltspatiske bergarter. Boknafjorddekket inneholder for det meste ”bleike granitter” som granodiorittisk og tonalittisk (kvartsdiorittisk) gneis. I tillegg er diorittisk gneis, en typisk ”lys gabbro”, vanlig i dette området. Storheidekket består hovedsakelig av fin-middelskornet granodiorittisk til tonalittisk gneis. Horisontal avsetting har bidratt til tilsvarende orientering av foliasjonen på begge skyvedekkene (Norconsult, 2012a/b).
7
Figur 3-4 skisserer bergartsgrensene mellom skyvedekkene. Bergartsgrensene er tolket fra berggrunnskartet til NGU. De tydelige bergartsskillene kan være noe misvisende ettersom den komplekse strukturen trolig har bidratt til uklare grenser og fall. I prognosene utviklet av Norconsult er det antatt steilt fall, dette er merket med spørsmålstegn. Årsaken til det er at det ikke har blitt utført undersøkelser som kan begrunne fallretning. Kontinuerlig sonderboring skal bidra til å kartlegge geologiske forhold foran stuff. På grunn av stabilitet og sikkerhet er det krav om 50 meter bergoverdekning (Norconsult, 2012a/b).
Entreprise 02, Solbakk-Hidle
Tunneltraseen fra Tau går gjennom Storheidekket frem til bergartsskillet med
Boknafjorddekket i Hidlefjorden, illustrert på figur 3. Grovhullsboring med tilhørende borkaksanalyser fra øyen Hidle bekrefter at bergartsskillet er lokalisert lengre sørvest (mot Solbakk). Seismiske undersøkelser antyder en overgang ved profil ca. 14350 (Norconsult, 2012a).
Figur 3 Utsnitt fra NGUs berggrunnskart (1:250 000) med inntegnet tunneltrase og dekkeenheter. Rosa=gneis, grønn=fyllitt (modifisert av Norconsult, 2012a)
Entreprise 03, Hundvåg-Hidle
Boknafjorddekket fortsetter forbi Hidle og Horgefjorden. På øyen Åmøy grenser
Boknafjorddekket og Visteflaket. Norconsult antyder et skille ved profil ca. 10300. Øyene Odda og Sandøya ovenfor tunneltraseen består av fyllitt. Profil ca. 7600 representerer
8
sannsynligvis overgangen tilbake til Boknafjorddekket i Kistesundet. Resterende deler av tunnelen er antatt å være i samme type gneis (Norconsult, 2012b). Berggrunnskart over området er illustrert i figur 4.
Figur 4 Utsnitt fra NGUs berggrunnskart (1:250 000) med inntegnet tunneltrase og dekkenheter. Rosa=gneis, grønn=fyllitt (Modifisert av Norconsult, 2012b)
2.2.2 Løsmasser
På land har det blitt utført feltkartlegging og grunnboringer (totalsondering og/eller
fjellkontrollboring) for å kartlegge løsmassene. Tilnærmet hele den undersjøiske delen, og noen steder på land, har blitt undersøkt med seismikk (Norconsult, 2012a/b). Tabell 2 viser hvilken hastighetsfordeling GeoPhysix har brukt i sine rapporter. Løsmassene er inntegnet i profiltegningene med hvit farge, vedlegg 1-4.
Tabell 2 Hastighetstolkninger for løsmasser (GeoPhysix, 2014)
Beskrivelse Hastighet
Ukonsolidert sediment, over vann 500-800 m/s Konsolidert sediment, over vann 900-1200 m/s
Leire/silt/sand 1500-1600m/s
Sediment under vann 1500-2100 m/s
Morene 2000-2400m/s
9
Entreprise 02, Solbakk-Hidle
Løsmassene på denne entreprisen er tolket å til være morener, eventuelt med et løst sandlag på toppen, se figur 5. Med unntak av et parti ved påhugget på Solbakk er det tilnærmet bart fjell de første ca. 1,4 km. Mot strandkanten er det opp til 20 m løsmasser tolket fra
totalsondering. De mektigste sedimentene er plassert i det første undersjøiske strekket fra Solbakk (NØ i Hidlefjorden) med opptil 100 m løsmasser. Når topografien flater ut og deretter stiger mot Hidle er mektighetene betydelig mindre, ca. 25 m (Norconsult, 2012b).
Figur 5 Utsnitt av NGU løsmassekart fra Solbakk (modifisert av Norconsult, 2012a)
Entreprise 03, Hundvåg-Hidle
Løsmassefordelingen er illustrert i figur 6. De første 600 m fra påhugget ved Hundvåg har tynt eller fraværende løsmassedekke. Videre på Lundneset øker tykkelsen. De mektigste løsmassene til denne entreprisen er lokalisert i forbindelse med svakhetssone 42. 51 m sand, silt og noe morener har blitt registrert i sonen, tolket fra grunnboringer. Mektigheten i Kistesundet varierer mellom 11 og 30 m. Den seismiske hastigheten er 1900-2400 m/s, og er derfor tolket å være morene (se tabell 2).
Resterende deler av entreprisen har 0-40 m moreneavsetninger. Unntaket er i forbindelse med bergartsskillet Visteflaket-Boknafjorddekket (profil 9750-10250) der ca. 30 m lagdelt silt, leire og sand er registrert (Norconsult, 2012a).
10
Figur 6 Utsnitt fra NGU løsmassekart fra Hundvågsiden (modifisert av Norconsult, 2012a)
Kapittel 2 Undersøkelser
Undersjøiske tunneler er unike fordi prosjektområdet er dekket av vann som representerer et
”uendelig” reservoar. Dette gjør det vanskelig å utføre undersøkelser. I tillegg er nøyaktigheten usikker og kostnaden høy. Fjordbunnen er ofte karakterisert ved større forkastningssoner/svakhetssoner (Nilsen & Palmstrøm, 2009). T-forbindelsen er et godt eksempel på dette. Erfaringer fra nærliggende prosjekter har gitt nyttig informasjon som har blitt brukt under vurderingen av gjennomførbarheten til Ryfylketunnelen. De mest kritiske forholdene er svakhetssoner kombinert med høyt vanntrykk. Denne problemstillingen omtales videre i kapittel 5.1.
Undesøkelsene avhenger av prosjektstadiet. For å bestemme den mest optimale traseen må forundersøkelser gjennomføres. Forundersøkelser kan deles inn i forprosjekt og
detaljundersøkelser. Forprosjektet vurderer gjennomførbarheten av prosjektet gjennom studie av tilgjengelig informasjon (kart, rapporter osv.) og eventuelle enkeltbefaringer. I
detaljundersøkelsene utføres det grundigere ingeniørgeologisk kartlegging, undersøkelser og laboratorietester (Nilsen, 2012). Siden Ryfylketunnelen er en undersjøisk tunnel er det antatt at forholdene både er vanskelige og uforutsigbar. Derfor er tunnelen rangert i den høyeste geotekniske kategorien, nr. 3. Det betyr at undersøkelsesnivået under og før driving være tilsvarende høyt (Norconsult, 2012a/b).
11
Nedenfor er en oversikt over de utført forundersøkelsene (Norconsult, 2012a/b) :
Flyfotostudie (nettstedet kartverket)
Topografisk kart
Berggrunnskart (NGU)
Lineamentkart over Boknafjorden (NGU)
Analyse av ferdige prosjekter
Ingeniørgeologisk kartlegging i dagen (Norconsult AS)
Grunnboringer 129 stk. (fjellkontrollboring og totalsondering)
Grovhullsboring på Hidle
Refraksjonsseismikk & akustiske undersøkelser (Geomap & GeoPhysix) o Geomap AS, 2000
o Geomap AS, 2003 o Geomap AS, 2004 o Geomap AS, 2005 o GeoPhysix AS, 2009 o GeoPhysix AS, 2012 o GeoPhysix AS, 2014
Grunnvannsbrønner, eksisterende (NGU)
Ettersom prosjektet er presset økonomisk har det ikke blitt utført f.eks. kjerneboringer i forundersøkelsene. Det er lagt inn i anbudet at slike undersøkelser kan være aktuelt dersom forholdene tilsier det. På grunn av usikkerheten knyttet til forundersøkelsene er det vurdert å være nødvendig med omfattende undersøkelser i byggefasen :
Systematisk sonderboring + innlekkasjemåling
MWD, measuring while drilling
Kjerneboring ved behov
Ingeniørgeologisk kartlegging på stuff etter hver salve (Statens vegvesen)
Svelletester av eventuelle leirmaterialer (SINTEF)
Konvergensmåling ved behov
12
Forundersøkelsene vil ikke bli gjennomgått i masteroppgaven. Det henvises til
prosjektoppgaven for utfyllende informasjon. Enkelte metoder er tatt med da de er viktig for vurdering av svakhetssoner. Undersøkelser i byggefasen blir diskutert under kapittelet om drivefilosofi.
Kapittel 3 Prognoser vs. Erfaringer
I dette kapittelet gjennomgås prognoser og erfaringer fra driveperioden frem til 21/04-2015 (Hundvåg) og 20/05-2015 (Solbakk). Totalt er ca. 40 % av tunnellengden ekskavert.
Erfaringer fra driveperioden er hovedkilden til videre prognoser av svakhetssoner.
Svakhetssoner er representert i berggrunnen som lavhastighetssoner under 4000 m/s. Når hastigheten er under 2400 m/s består sonen av løsmasser. Sterkt intakt fjell har hastighet i området 5000-6000 m/s (GeoPhysix, 2014).
3.1 E02 Solbakk
3.1.1 Prognoser frem til pel 17270 (A) / pel 17180 (B)
Fjellkvaliteten ved påhugget har en god seismisk hastighet lik 5100 m/s. I tillegg er det registrert et tynt lag med løsmasser. De neste 200 meterne av tunnelen får en raskt og jevnt økende stigning, opptil 75 m. Påhugget går først gjennom løsmasser og deretter i berg med manglende innspenning (liten horisontalspenning pga. liten vertikalspenning). Ettersom stigningen til terrenget er bratt er et mindre område påvirket av lite innspenninger.
Der har blitt et selvstendig studie i databasene ”Norge i bilder” og ”kartverket”. Figur 7 viser hvor sone 1-5 er blitt tolket. Det har ikke blitt funnet noen supplerende svakhetssoner i dette området.
13
Figur 7 Høgdeprofil over svakhetssonene fra sone 1 til 5 (Norge i bilder)
Ved pel 19400 er det et lokalt søkk som også kommer frem på profilet i figur 8. En elv renner gjennom dette og ned til fjorden. Dette har ikke blitt vurdert av Norconsult å være en
svakhetssone, men tolkes å være en potensiell svakhetssone nummerert 5b. Sonen var mindre tydelig i det digitale verktøyet Norge i bilder.
Figur 8 Inntegnet sone 5b i utsnitt av profilet (modifisert etter Norconsult, 2012a/b)
Den siste svakhetssonen som har blitt tolket på land er nr. 6 (Norconsult, 2012a). I 2004 ble det utført seismikk (P20/04 og P19/04) ved den antatte svakhetssonen.
Seismikkundersøkelsene viste en sone med hastighet lik 3700 m/s. Profilet var ca. 170 m sørvest fra dagens tunneltrase. Til tross for at svakhetssone 5b er lokalisert i nærheten av sone 6 har ikke dette strekket blitt inkludert i analysen.
14
Videre er det vanskelig å bruke flyfoto fordi større mengder løsmasser dekker potensielle svakhetssoner. Norconsult har ikke tolket noen svakhetssoner i området utover de seismiske undersøkelsene. Grunnboringer har blitt brukt for å kartlegge berggrunnen. I følge disse faller berggrunnen jevnt mot sjøkanten (Norconsult, 2012a).
I forbindelse med strandkanten ble det sommeren 2014 utført supplerende geofysiske undersøkelser. Seismiske undersøkelser fra 2012 indikerte en svakhetssone i et søkk ved strandkanten, 3000 m/s, nummerert 6b. Når tunnelen ble flyttet lengre nord var det vanskelig å vite om denne kom til å strekke seg dit. Supplerende seismikk ble utført langs to profiler som til sammen utgjorde et kryss med T-form, figur 9. Ved strandkanten var det ikke noen indikasjon på lavhastighetssoner. Det ble registrert to løsmasser (5-18 m). Et topplag
bestående av tørre ukonsoliderte sedimenter, og bunnlaget av vannmettet konsolidert sand og morener. Det skilles også mellom dagfjell (4300 m/s) og grunnfjell (6000 m/s) (GeoPhysix, 2014).
Figur 9 Resultat fra profil 11/14, svakhetssonene er inntegnet (GeoPhysix, 2014)
I tillegg ble det utført to undersjøiske profiler fra sjøkanten og videre langs traseen. Før 2014 var det ikke utført seismiske undersøkelser over traseen fra strandkanten til pel 17500. Derfor ble det skutt to profil langs traseen på 517 og 503 m. Det første strekket (P12/14) dekker området med antatt sone 7. Undersøkelsen er utført på østsiden av løp A, ca. pel 17565- 18085. Hastighetene varierer mellom 4800-5800 m/s. Den antydede svakhetssone 7 fra konkurransegrunnlaget har en hastighet på 4800 m/s. I 2012 og 2009 ble det utført seismiske undersøkelser sørvest for dagens trase. Det borteste profilet, P116/12, har registrert en
15
lavhastighetssone med 3000 m/s. Mens det nærmere profilet, P15/09, har en høyere hastighet lik 4300 m/s. Avstanden til løp A er ca. 60 og 100 m. Basert på disse undersøkelsene ble det ekstrapolert en svakhetssone frem til tunnelen, nummerert 7. Basert på den nye og nærmere analysen er hastigheten til ”svakhetssone 7” lik 4800 m/s, og kan ikke lengre defineres som lavhastighetssoner etter definisjonen v < 4000 m/s. Det indikerer at svakhetssonen ikke er tilstede. Dette avhenger av orienteringen til den østliggende svakhetssonen.
Løsmassetykkelsen avtar fra 18 m mot land til 3-5 m i midtre del av profilet. Deretter øker tykkelsen til 30 m når terrenget går fra kote – 30 til -87. Sediment hastigheten varierer fra 1600 til 2200 m/s. Det øvre laget har lavest hastighet og består av bløte løsmasser. Fastheten øker nedover og er sammensett av sand og morener (GeoPhysix, 2014).
For det siste profilet er svakhetssone 8 plassert i sonen med hastighet 4000 m/s. I 2012 ble det tolket en hastighet lik 3500 m/s i denne sonen. Begge undersøkelsene er utført over løp A. De nye resultatene antyder at bergmassekvaliteten er bedre enn først antatt. Mot slutten av profilet reduseres hastigheten til 4300 m/s. Denne delen er lokalisert over sone 9.
Sannsynligvis er den påvirket av dette, men det er vanskelig å utføre målinger ved endene av profilene på grunn av bryting av signaler. To nye svakhetssoner er registrert med 3200 m/s og 3400 m/s i forkant av sone 8, se figur 8. Disse er ikke antydet fra tidligere undersøkelser. De er her tolket som potensielle svakhetssoner, nummerert 7b (3200 m/s) og 7c (3400 m/s).
Begge har en sonetykkelse på 14 m (GeoPhysix,2014).
Det har blitt utført en kjerneboring på Solbakk. Bakgrunnen for kjerneboringen var å få mer informasjon om svakhetssone 9. De seismiske undersøkelsene indikerer en 35 m brei sone med hastighet ned i 2500 m/s. Totalt er det boret 199,91 m med 35 mm kjerner, fra pel 3038 løp A. Kjernene er fordelt i kronologisk rekkefølge over 33 kasser. Det var mest
hensiktsmessig å utføre vurderingen kassevis. I noen tilfeller med variabel kvalitet har vurderingen blitt utført stykkevis. Siden kartleggingen foregikk over et begrenset tidsrom og basert på visuell inspeksjon, har analysen flere begrensninger. Hovedfokuset har vært å bestemme RQD, kjernetap/kvalitet, brudd og overflateforhold/forvitringsgrad/fylling/belegg.
Det må også poengteres at vann har blitt brukt under kjerneboring, noe som kan ha skylt bort eventuelle belegg. Det er dessuten vanskelig å skille mellom eldre og ferske sprekkeflater.
Flere steder er dessuten merket at brudd har oppstått etter boring, disse har blitt sett bort fra
16
under vurderingen. Spesielt i tilknytning til endene av kassene, for å få plass. Tabell 3 gir en oversikt over kartlagte RQD-verdier.
Tabell 3 RQD verdier kartlagt fra kjernene
Boks RQD
1. 0-2,9 2,9-5,16
8 67 2. 5,16-10,5 86 3. 10,5-18,55 46 4. 18,55-24,1 77 5. 24,1-29 79 6. 29-30,8
30,08-32,52 32,52-33,28 33,28-34,9 34,9-35,65
0 37 41 100 7. 35,65-41,35 80 8. 41,35-46,92 88 9. 46,92-52,77 77 10. 52,77-
58,74 82
11. 58,74-64,3 72 12. 64,3-70,3 91 13. 70,3-76,04 85
14. 76,04-
81,87 86
15. 81,87-
87,83 68
16. 87,83-
94,05 76
17. 94,05-100 72 18. 100-105,72 63 19. 105,72-
111,54 89
20. 111,54-
117,4 77
21. 117,4-
123,45 93
22.123,45-
129,13 96
23. 129,13-
135,08 88
24. 135,08- 141,14
96
25. 141,14-
146,9 86
26. 146,9-
152,9 80
27. 152,9-
158,8 98
28. 158,8-
164,8 80
29. 164,8-
170,77 72
30. 170,77-
176,8 77
31. 176,8-
182,8 76
32.182,8-
188,41 48
33. 188,41-
194,28 60
34. 194,28-
199,91 67
Starten av kjernen er antatt å være påvirket av sprengningsskade, men i dette tilfellet er bergkvaliteten dårlig i 2,9 m, et større område enn hva en burde forvente. RQD verdien er svært dårlig, ca. 8. Figur 10 er et bilde fra dette området.
17
Figur 10 Utsnitt av den dårlig kvalitet frem til 2,9 m (privat)
De delene som er ”intakte” kan knuses med bare hender, se figur 11. Bruddvinkelen er ca. 45 grader. Tynt grafittbelegg er registrert enkelte steder. Siste halvdel av boksen inneholder meget folierte kjerner. Kvaliteten forbedres raskt fra meget sterkt oppsprukket-moderat oppsprukket-lite oppsprukket. Kvartslinser forekommer flere steder, men er lite utbredt.
Figur 11 ”intakt kjerne” i starten av kjerneboringen (privat)
I den tredje boksen er det 1,85 m med kjernetap (11,7-13,55 m). Det er også flere brudd (50 grader) som resulterer i en totalklassifiseringen sterkt oppsprukket. Bruddflaten følger
foliasjonsretningen, til tross for det varierer foliasjonen. Bruddflatene er såpemyke og bølgete, se figur 12. Det ble spekulert om dette kunne være et talkbelegg. Kjernetapet er en indikasjon på en ca. 2 m brei svakhetssone.
De neste kassene er relativt like med mindre variasjoner av kvartslinser/kvartsitt og folding.
Utvalgte kjernebilder er lagt som vedlegg 5-7.
18
Noen forskjeller mellom de første og siste kassene kan trekkes frem. I starten er det registrert grafittbelegg og glimmer (antatt biotitt), se figur 12. Flatene er bølgete og glatte som i figur 13. Gradvis reduseres fyllinger/belegg, og glimmer er mindre synlig. Flere store
kvartslinser/kvartsitt forekommer, et bilde av dette er gitt i figur 14. Gneisen oppfattes generelt som foliert og massiv. Fra boks 16 har kjernene korrodert. Senere har det blitt forklart med vannlekkasjer i disse tunnelområdene. Bruddflatene er plan, men ru, og ikke såpeglatt som var tilfelle for tidligere prøver.
Figur 14 Område med dominerende kvartslinser/kvartsitt ved 96,85 m (privat)
Figur 13 Såpeglatt bruddflate (privat) Figur 12 Antatt glimmer-mineral fra bruddflate (privat)
19
De siste tre kassene er sterkt-moderat oppsprukket på grunn av kryssende sprekkesett, se figur 15. Det var ikke fylling/belegg i disse. Til tross for oppsprekking fremstår bergmassen som intakt og hard. Utenom disse har bruddorienteringen vært relativt lik for hele borelengden.
Figur 15 Oppsprekking rundt 186,31 m (privat)
Vurdering
Kjerneprøvene er mye bedre enn hva en kunne forvente. RQD-verdiene er jevnt over gode, og bergmassen synes å ha god kvalitet. Det er vanskelig å si om svakhetssone 9 er blant disse prøvene. Muligens er den representert blant det oppsprukkede partiet på slutten, eller kjernetapet. Ingen av disse er så alvorlig som en forutså. Resultatene fra de seismiske
undersøkelsene stemmer ikke overens med disse resultatene. Det er mulig at svakhetssonene har en orientering som gjør at de kommer senere i tunnelen. Baser på kjerneboringer kommer følgende diskontinuiteter :
Svakhetssone pel 17370,30-17368,45
Oppsprukket parti pel 17199,20-17182,02
Tabell 4 oppsummeres de forventede svakhetssoene frem til pel 17270 (A) / 17180 (B). Der undersøkelser har gitt motstridende resultat er intervaller gitt for prognosene. De sonene som er mer usikre har blitt notert med et spørsmålstegn.
20
Tabell 4 prognoser frem til pel 17270 (A) / pel 17180 (B) (modifisert etter Norconsult, 2012a)
Sone- nr.
Profil nr.
Retning i forhold til tunnelak se
Antall sone- bredde [m]
Bergover- dekning [m]
Seismisk hastighet [m/s]
Kommentar
1 20175 På skrå 10 75 - Tolket fra flyfoto
2 20025 På skrå 10 85 - Tolket fra flyfoto
3 19965 På tvers 5 95 - Tolket fra flyfoto
4 19850 På tvers 5 105 - Tolket fra flyfoto
5 19705 På skrå 5 85 - Tolket fra flyfoto
5b 19383 På langs 15 80 - Tolket fra flyfoto etter
driving
6 19240 På tvers 10 115 3700 Seismikk ca. 170 m SV
for trase 6b (?) 18150 På tvers > 25 80 6000 (3000
før)
Ikke registrert på ny seismikk
7( ?) 17840 På skrå 85 115 4800 (4300 før)
Ikke registrert på ny seismikk
7b 17705 - 14 90 3200 Tolket fra ny seismikk,
2014
7c 17577 - 14 80 3400 Tolket fra ny seismikk,
2014
8 17430 På skrå 20 70 3500-4000 Ny & tidligere seismikk over løp A
8b 17369 På skrå 1,85 70 - Kjernetap fra
kjerneboring 9 (?) 17315 På skrå 35 80 2500-3200 Tidligere seismikk
3.1.2 Erfaringer fra driveperioden frem til pel 17270 (A) / pel 17180 (B)
Inndrift har vært noe lavere enn forventet, ca. 77 m i uken for begge løp. Mulige årsaker til det er flere injeksjonsrunder, en kjerneboring og en rekke driftsstans i forbindelse med
21
samlebåndet. I tillegg kan manglende erfaring av norsk tunneldriving og språkforskjeller ha vært mulige årsaker til forsinkelser. Inndriften har blitt bedre utover i prosjektet.
I følge prognosene skulle de gått gjennom 14 (11) svakhetssoner til nå, mens erfaringer viser at de egentlig har gått gjennom 2/3 soner som har krevd forbolting.. Tung sikring i form av buer har bare blitt montert på to steder til nå, svakhetssone 5 (løp B) og 5c (løp A). Denne delen gir et sammendrag av erfarte bergforhold. Med fokus på de mest markerte
svakhetssonene, og deres sikringsforbruk. Detaljert beskrivelse av sikringsforbruket til disse sonene er oppsummert i vedlegg 8. Hovedsakelig har tunnelen vært i bergmasseklasse C og D, med påfølgende sikringsklasse 2-3 (Statens vegvesen, 2015).
Befaring 05.02.2015
Anleggsarbeiderne trodde de hadde gått gjennom det som skulle være sone 7. Det var ikke noe merkbart dårligere kvalitet. Kontrollingeniørene antydet at det ikke eksisterte noen svakhetssone 7 (Mauset, 2015). Det var ikke mulig å komme frem på stuff i løp B, men det ble foretatt en inspeksjon i løp A mens injeksjonsarbeidet foregikk. Bortsett fra noe
vannlekkasjer var det god kvalitet. En blokkprøve ble samlet inn for testing i laboratorium, pel 17757. Det ble også gjort et forsøk på å samle sprekkemateriale. Sprekkene var generelt tette med lite fylling. Til sammen ble det skrapt sammen materiale fra stuff-flaten. Dette bestod hovedsakelig av sand og grusfraksjoner. Områder utenom stuff er dekket av
sprøytebetong og kunne derfor ikke vurderes. Konturen i tunnelen var fin. GSI verdien ble anslått å være 75 fordi bergmassen var tilnærmet intakt med lite forvitring
(kartleggingsskjema for GSI er i vedlegg 9).
Drive- og sikringsfilosofi Påhugg
Det er montert 2-3 sett forbolter (og fjellbånd i løp A) ved begge påhuggene. Løsmassene ble gravd ut (Mauset, 2015). Lengden av sonen er 12 og 14 m for henholdsvis løp A og B.
Bergmassekvaliteten er dårlig i begge løpene med Q-verdi fra 1,6 til 1,8. Deretter øker kvaliteten til middels. Verdien varierer svært fra hver salve. Det har gått med 16 m3
sprøytebetong og 19-49 stk. 3 m lange bolter per salve. Med unntak av noen mindre slepper er det ikke registrert diskontinuiteter i tunnelen frem til pelnummer 19870 (løp A) og 19910 (løp B). Der er flere parallelle sprekker plassert på tvers av tunnelen i hovedsprekkeretning fra kartleggingen i dagen. Dette området er på forhånd antydet å være svakhetssone 4. De steile sprekkene stemmer overens med lokaliseringen av svakhetssonen. Supplerende sikring har
22
ikke blitt installert ettersom bergmassekvaliteten ikke er redusert i forhold til det omliggende berget. Det kan derfor ikke karakteriseres som en svakhetssone, men diskontinuitet. Sone 1-3 fra forundersøkelsene har ikke blitt funnet i tunnelen (Statens vegvesen, 2015).
Svakhetssone 5, løp B
Dette er en 14 m mektig svakhetssone med svært dårlig til dårlig bergmassekvalitet, Qmin 0,5 og Qsnitt 1,02. Bergmassen er meget sterkt oppsprukket med tre eller flere sprekkesett. I tillegg er det et belegg av sand/leire/silt. Sonen har blitt drevet med 3-4 m lange salver. Og sikret med 23-25 stk. 3-4 m lange bolter og 12-18 m3 sprøytebetong per salve. Det er montert 5 sett forbolter med fjellbånd og en bue. Byggeleder besluttet å montert med konvergensmålere for å måle eventuelle svellinger av leiren (Mauset, 2015). Disse indikerer utflating av spenninger.
Det betyr at supplerende sikring ikke er nødvendig.
Svakhetssone 5, løp A
Mellom pel 19705-19718 er det merket tverrgående sprekker og langsgående slepper som delvis krysser hverandre. Sprekkene har fallretning NS og sleppene SV (Statens vegvesen, 2015). Sleppene inneholder oppknust materiale fra sprø deformasjon. Det er ikke finmalt materiale, men inneholder også noe leire. I sprekkene er det registrert inntil 5 mm leire (Rasmussen, 2015). Svelletrykksmåling fra pel 19709 viser meget høyt svelletrykk (0,94 MPa). Andel finstoffmateriale (< 20 m) fra undersøkelsen var bare 9 % (SINTEF, 2015).
Svelletrykket har ikke vært dimensjonerende for sikring.
Gjennomsnittlig Q-verdi over sonen var 1,37 (minste verdi 0,69 og største verdi 2,6). Sonen var vanskelig å sikre på grunn av flere sett spekker/sleppe. Gjennom partiet med dårligst Q- verdi ble salvelengden redusert til 3 m over to runder. Utenom disse har standardlengden på 5 m blitt brukt.
Det er injisert to steder på grunn av vannlekkasjer, pel 19709 og 19725. 25-28 bolter har gått med per salve, 3-4 m lengde, hovedsakelig 4 m. Det er også montert 5 sett forbolter med fjellbånd på den første salven. Sprøytebetongforbruket har vært 15-18 m3 per salve.
Kontrollmålinger ved pel 19711, 19714.5 og 19717 har registrert tykkelser på 12-28 cm (Statens vegvesen, 2015).
Svakhetssone 5b, løp B
Svakhetssone 5b har syv tilnærmet parallelle svakhetssoner orientert på tvers av tunnelen, pel 19363-19382. Kvaliteten gjennom sonen er svært dårlig til dårlig med Qsnitt lik 0,75, Qmin 0,58
23
og Qmaks 1,3 (en salve som ikke har blitt kartlagt). Gjennomsnittlig har det blitt montert 26-42 stk. 4 m lange bolter og 17-24 m3 sprøytebetong per salve. To salver har redusert lengdene til 3 og 4 m. To runder med speiling og fjellbånd har blitt installert i starten av sonen (Statens vegvesen, 2015).
Svakhetssone 5b, løp A
Dette har vært den mest problematiske sonen til nå. Etter vanskelige driveforhold med dårlig fjellkvalitet og innlekking av vann forverret situasjonen seg ytterligere med ras fra hengen.
Nedenfor er hendelsesforløpet skildret basert på loggføringen til Statens vegvesen i den aktuelle perioden (Mauset,2015) :
Pel 19339: Sprengningsbasen varsler om dårligere forhold 18-19 m inn i sonderhullet. Det ble målt 0,9 l/min i høyre vederlag, 0,75 l/min i høyre ligg, 1,98 l/min i venstre vederlag og tørr venstre ligg. Det ble boret boltehull og registrert innlekkasje. Samtlige av hullene innfridde lekkasjekravet (2 l/min per sonderhull), og drivingen fortsatte. Det ble tolket å være en vannførende sleppe.
Pel 19334: MWD-data i venstre vederlag indikerte dårligere kvalitet 11 m lengre fremme, se figur 16 og 17, markert med lilla og blå farge.
I stedet for salveboring ble det besluttet å skjermbore. Sleppen inneholdt leire, og det var antatt behov for sikringsklasse 3.
Stuff kartlegges under pigging. Det er godt fjell med sikringsklasse 2 frem til pel 19329.
Figur 17 Fargeforklaring MWD-data (Statens vegvesen, 2015)
Figur 16 MWD-data fra sone 5b (Statens vegvesen, 2015)
24
Pel 19329-10324: 01:30 Statens vegvesen kontaktes av formann (Joseph) på grunn av dårlig fjell. På venstre side er det ca. 1 m knust materiale med løst fjell. Spettrensk ble utført fra kurv, men kunne ikke utføres fra venstre side på grunn av HMS. Q-verdien på stuff ble
estimert til 0,5. Fjellet var knust og preget av folding, med leire. Fra venstre vederlag til høyre heng var det registrert ”overbreak” med større mengder vann. Det var planlagt å montere sprøytebetongbuer for å gjenskape det teoretiske tverrsnittet.
05:50 Stuff har blitt påført sprøytebetong. Deler av hengen raser og en bom blir truffet (figur 18), men ingen personer blei skadet.
Figur 18 Svakhetssone 5b raser i venstre heng, løp A (Mauset, 2015)
06:15 Krisemøte på stuff. Etter kartlegging i kurv registreres en horisontal sprekk bak en blokk i hengen, bare festet ved hjelp av betongen. Det besluttes å pigge denne umiddelbart, og montere bolter c/c 1,5 m, 4 m lang.
08:00 Piggingen avslører at materialet består av oppløst grus og pukk. Det besluttes å montere spiling der det er plass. 6 kubikk betong påføres. Det sonderbores, spiling installeres og bolter forankres.
13:00 MWD-data og observasjoner fra sonderboring antyder at sonen er 5 m lang.
16:00 Sonderborehullene gyses. Spiling etter teoretisk profil, og ikke etter eksisterende profil som det skulle være. Dette resulterte i at profilet manglet oppheng. Det registreres et 5 cm tykt leirbelegg, prøver ble tatt.
25
17:45 Byggherre og entreprenør blir enig om å installere spiling etter eksisterende profil. Det planlegges å forankre med CT bolter og fjellbånd.
20:30 Installering av spiling er ferdig. Med unntak av venstre vegg monteres fjellbånd.
01:00 Ras fra venstre vederlag. Under boring av boltehull raser hullet sammen og fylles med borkaks. Det besluttes å montere Ischebeck-stag i stedet. På grunn av en manglende adapter på boomen ble disse montert senere (1 juni).
Buer skal monteres til spiling og innsprøytes.
Pel 19324-19321: Kvaliteten på salven er dårlig, men indikerer bedre fjellkvalitet i front og representerer derfor et skille. Kartlegging foregår parallelt med spettrensk og spyling. Høyre vegg er leirinfisert med tykk og bløt leire. En prøve ble sendt til SINTEF for testing av
svellepotensiale. Resultatet indikerte høye verdier, 190 % frisvelling og 0,38 MPa svelletrykk.
Det planlegges en ny runde med forbolting.
Svakhetssone 6
I følge prognosene skulle svakhetssone 6 være ved pel 19240. I løp A er det ikke markert noen svakhetssone. Men bergmassekvaliteten er dårlig, Qmin lik 2,8 og Qmaks 4,4. Ved pel 19233-19237 har det falt ut masser fra venstre vederlag (Q blokk 1,5) på grunn av gravitasjon.
Salven har blitt kartlagt som Q 3,3. Pel 10248-19253 opplevde utfall under pigging. Figur 19 viser kilen som oppstod under renskingen på venstre side. Q-verdi for salven er 4,4. Siden begge utfall er lokalisert på vestre side samsvarer ikke dette med at svakhetssonen skal gå over i østre løp.
26
Figur 19 Kile nærme svakhetssone 6 løp A (Rasmussen, 2015)
I løp B (pel 19268-19285) er det registrert to parallelle og tverrgående svakhetssoner i tillegg til to smale svakhetssoner langs bunnen av østre vegg. Q-verdien varierer fra 1 til 5, dårlig til middels dårlig kvalitet. Det er montert i snitt 4,6 bolter/m med 4 meters lengde. I følge kontrollmålinger ved pel 19279,5 er det påført et 9-12 cm tykt sprøytebetonglag (Statens vegvesen, 2015).
Svakhetssone 7
Svakhetssone 7 kan ikke etter de nyere undersøkelsene defineres som en svakhetssone, pga.
hastighet lik 4800 m/s. Dette partiet gjenkjennes inne i tunnelen ved at bergmassekvaliteten er noe dårligere enn resten. Tykkelsen av sonen er tilsvarende som antatt fra forundersøkelsene, 85 m. Mektigheten i løp A er 72 m (pel 17958-17886) og 83 m i løp B (pel 17891-17974).
Snittkvaliteten er 2,4 (Qmin 0,83/Qmaks 4,4) og 2,6 (Qmin 1,9/Qmaks 5,8) i henholdsvis løp A og B. Bergmassen er derfor av dårlig kvalitet med innslag av middels til svært dårlige salver.
Det er flere parallelle sprekker og mindre svakhetssoner orientert NS. Hovedandelen har et stupt fall på 75-85 grader, men helninger ned til 45 grader er registrert. Gjennomsnittlig er det installert 4,4 stk. (løp B) og 4,8 stk. (løp A) 3 m lange bolter per meter. I tillegg er det montert noen 4 m lange bolter i enkelte områder. Det har gått med 14-24 m3 sprøytebetong per salve. I følge kontrollmålingene er tykkelsen for det meste i området 8-15 cm (Statens vegvesen, 2015).
27
Svakhetssone 7b
Rundt svakhetssonen er det dårlig bergmassekvalitet med sprekker og svakhetssoner smalere enn 1 m. Den sentrale delen av sonen har svært dårlig kvalitet og strekker seg over 10 m i begge løp. Dette blir definert som sone 7b. Gjennomsnittlig Q-verdien i sentrale deler av svakhetssonen er 0,66 (løp A) og 0,9 (løp B).
Det er injisert i to omganger i forkant av sonen i løp A. Ved pel 17708 og 17703 er det injisert henholdsvis 16804 kg og 26706 kg injeksjonsmasse. 20-27 m3 sprøytebetong har gått med til sonen. Gjennomsnittlig er det montert 1,5 bolter/m (3 m lang) og 7,5 bolter/m (4 m lang).
Kvaliteten i løp B er noe bedre bergmassekvalitet. Tilsvarende sikringsfilosofi har blitt brukt her. I snitt har det blitt montert 4,75 stk. 3 m lange bolter og 2,2 stk. 4 m lange bolter per meter. 11-15 cm sprøytebetong er målt i kontrollhullet ved pel 17651,5, eventuelt 25-26 m3 sprøytebetong per salve. Det betyr at det har blitt sikret noe mindre, spesielt færre 4 meters bolter i området sammenlignet med løp A (Statens vegvesen, 2015).
Svakhetssone 7c
Denne svakhetssonen har ikke blitt funnet i tunnelen. En mindre svakhetssone ble registrert langs taket til løp A, pel 17495-17505. Det er mulig at dette er spor av denne. Sikringen har vært noen supplerende bolter, i snitt 2,65 stk. 3 m bolter og 2,85 stk. 4 meters bolter per meter. Sprøytebetongforbruket har vært tilsvarende som for resten av tunnelen, 16 m3 sprøytebetong. Kvaliteten er dårlig i området Q lik 2,1-3,1 (Statens vegvesen).
Svakhetssone 8
Denne svakhetssonen skulle opptrådd ved pel 17430 i løp A, men synes å være ved pel 17350-17370. Der er det noen mindre svakhetssoner og sprekker orientert NS. Det er ingen entydig fallretning på de målte flatene i området. Hovedsprekkesettet som ble kartlagt på Solbakk er orientert NS med 45-60 graders fall mot vest. Selv om det ikke har blitt utført entydige målinger i tunnelen er det sannsynlig at svakhetssonen faller mot vest, og kommer dermed senere i tunnelen. I dette løpet har ikke det ikke blitt lagt inn all sikring i Novapoint.
Derfor er det ikke mulig å gi en god beskrivelse av dette. 6 sett med forbolter og noen 3-4 m lange bolter er markert. Bergmassekvaliteten er dårlig i området Q lik 1,9-2,9. To reduserte salvelengder og forbolter er markert. Det er også tegnet inn både 3 og 4 meter lange bolter.
Noe senere (pel 17368) er det markert en svakhetssone i hengen, svakhetssone 8b. Salven har
28
blitt klassifisert som god kvalitet. Bergmassekvaliteten er dårlig også i løp B, med minste Q- verdi lik 1,7 (Statens vegvesen, 2015).
3.1.3 Prognoser vs. Erfaringer frem til pel 17270 (løp A) / 17180 (løp B)
Det var vanskelig å knytte sammen prognoser og erfaringer fordi forholdene i tunnelen ikke har stemt så godt som en kanskje kunne forvente. Selv innad blant de to tunnelløpene er det store forskjeller som viser hvor kompleks de geologiske forholdene er. Bergkvaliteten i tunnelen kan sies å være bedre enn forventet. Den svakhetssonen som var meste krevende, svakhetssone 5b i løp B, var ikke antydet i konkurransegrunnlaget.
Selv om det har blitt montert flere sett med forbolter har det bare vært nødvendig med fire buer fordelt over to områder (Mauset, 2015). Kjerneboringen som ble utført indikerte ikke noe ekstremt dårlig bergmassekvalitet. Svakhetssone 9 som en egentlig skulle bore gjennom, er muligens ikke funnet. Som nevnt under beskrivelsen av svakhetssone 8 er det en tendens til at fallretningen er mot vest, dette gjør at sonene er forskjøvet. Under de supplerende
undersøkelsene i 2014 var det utført siste del av strekket over det som skulle vært
svakhetssone 9. Den ble ikke gjenkjent av disse undersøkelsene, og det kan derfor stilles spørsmål til hvorfor ikke dette området ble undersøkt mer. Dette kunne vært med på å
bestemme en mer nøyaktig posisjon til svakhetssonen. Dersom det er tilfelle at denne kommer senere kunne eventuelle kjerneboringer blitt utført på et senere tidspunkt.
Kontrollingeniørene ved Solbakk trekker frem sone 5 og 5b som de mest krevende sonene fra driveperioden til nå. I starten av drivingen ble det brukt mye sprengstoff for å knuse berget mer (gunstig i forhold til knuseren og samlebåndet). Dette resulterte i større
sprengningspåvirkning rundt tverrsnittet og dermed en påfølgende høyere sikringsklasse enn nødvendig. Dette har nå blitt optimalisert. Kontrollingeniørene påpeker at kartleggingen vil ha en viss subjektiv påvirkning, og kan derfor variere avhengig av personen som kartlegger. I starten av drivingen oppstod også heftproblemer med sprøytebetongen (Mauset, 2015).
29
3.2 E03 Hundvåg
3.2.1 Prognoser frem til pel 8604 (løp A)/8704 (løp B)
Dagsonen på Hundvåg er mindre enn halve lengden til dagsonen på Solbakk. Dessuten har seismiske undersøkelser blitt utført over samtlige av de anmerkede svakhetssonene, med unntak av 44. Tunneltraseen under Sandøya og Odda inkludert. Frem til 21/04-2015 er tunnelen ved pel 8704 (løp B) og 8604 (løp A) ifølge Novapoint-tegningene (Statens vegvesen, 2015).
Området under Sandøya har blitt drevet, og tunnelen er i undersjøisk territorium.
Svakhetssonene på Sandøya og Odda er basert på flyfoto og feltarbeid av Norconsult.
Studenten har ikke registrert supplerende svakhetssoner gjennom nettstedet ”Norge i bilder”.
Det har derimot blitt tolket en ekstra svakhetssone på land, 43b. Denne er lokalisert i et søkk i topografien ved pel 6875. Berggrunnen er tolket fra grunnboringen ettersom området er dekket av store mengder løsmasser. Svakhetssonene som har blitt tolket av seismikk er inkludert i konkurransegrunnlaget. Dermed har det ikke vært nødvendig å foreta en selvstendig analyse av de seismiske dataene.
Det er tolket fem svakhetssoner på land. Seismiske undersøkelser har blitt utført i tilknytning til sone 45 og 43. Svakhetssone 45 har ifølge dette en hastighet lik 4300 m/s og kan derfor ikke tolkes som en lavhastighetssone. Svakhetssone 44 er basert på feltkartlegging og flyfoto, og skal etter dette krysse løp 23 og muligens løp 24. Sone 43 har blitt ekstrapolert fra
seismiske undersøkelser utført 400 m SØ for traseen (Norconsult, 2012b). Den er derfor noe usikker. Etter pelnr. 6750 synker topografien jevn frem mot Lundsneset. Området er dekket av større mengder løsmasser som dekker over forsenkninger. Svakhetssone 43 b er på dette strekket. Svakhetssone 42 er lokalisert i bunnen av en annen og større depresjon dekket av store mengder løsmasser. Fra totalsondering like ved sonen (borehull 5) er det registrert 51,4 m løsmasser og 16,2 m bergoverdekning (Norconsult, 2012c). Med en svært lav seismisk hastighet på 2500 m/s og 70 m bredde er denne sonen antatt å være krevende. Deretter er det flere svakhetssoner lokalisert på tvers av og langs traseen, sone 37-41. Seismisk hastigheter varierer mellom 3500 og 3900 m/s. De leder frem mot bergartsskillet mellom Visteflaket og Boknafjorddekket. Bergartsgrensen har blitt tolket basert på berggrunnskartet til NGU. Langs bergartsskillet er det tolket en svakhetssone, 36, på tvers av tunnelaksen. Overdekningen er beregnet til 52 m, lokalisert i bunnen av Lundsneset. 3700 m/s hastighet er registrert i
