Vurdering av geotekniske forhold for veifylling i Sveasundet, Svalbard

Abstract

Store Norske Spitsbergen Kulkompani AS (SNSK) vurderer å åpne en ny kullgruve i Ispallen, et fjell på sørøstsiden av Sveasundet, for å sikre vidre drift av kullgruvene i Svea. For å frakte kullet over til Svea er det ønskelig å anlegge en veifylling over sundet, med masser fra tunneldriften ved den nye gruva. Sundet er ca. 700 m bredt og dybden varier fra ca. 0,5 - 4 m. Hovedformålet med denne oppgaven er å bedre grunnlaget for valg og utforming av krysningsmetode. Oppgaven tar for seg de geotekniske utfordringene mens andre problemstillinger kun er nevnt kort. Svar på de geotekniske problemstillingene krevde felt og laboratoriearbeid. Lagdeling ble kartlagt ved å utføre 14 dreiesonderinger tvers over Sveasundet fra Barryneset til Crednermorenen. En prøveserie bestående av 7 prøver ble tatt fra dybde 0 - 6,4 m. Det ble også tatt en poseprøve av fyllingsmateriale. Rutineundersøkelser og kornfordeling ble utført på alle prøver, samt treaksialforsøk og fire ødometerforsøk. Felt- og laboratoriearbeid gav grunnlag for modellberegninger på en veifylling i FEM programmet Plaxis 2D. To antatt kritiske snitt ble modellert. Tidligere resultater ble brukt ved Snitt 1, mens det ved Snitt 2 ble brukt nye parameterverdier funnet i laboratoriet. Dreiesonderingene de første 350 meterne ut fra Barryneset viser en tydelig lagdeling med et bløtt lag med en mektighet på ca 1 - 4 m over et fast lag. Fra ca midten av sundet blir det øverste laget noe fastere og mektigheten øker. På det dypeste ble det her sondert 10 m ned i sjøbunnen. Prøveserien ble hentet fra dette området, og kornfordelingsresultatene viser at sjøbunnen her består av siltig sand med et par tynne lag av siltig leire. Stabilitetsanalysene fra både Snitt 1 og Snitt 2 viser at det er behov for en oppdelt byggeprosess med konsolideringsperioder. Utjevning av oppbygd poretrykk er nødvendig for å oppnå tilstrekkelig sikkerhet mot brudd. Setninger av grunnen er beregnet med maksimalverdier på ca. 45 cm. Massebehovet er ut fra tiltenkt geometri beregnet til ca 100 000 m3.Vurdering og diskusjon av resultater fra feltarbeid, laboratorieundersøkelser og modellberegninger viser at sjøbunnen vil tåle belastningene ved etablering av fyllingsvei over Sveasundet. Bløte masser og sammenknusing av fyllingsmaterialet vil kunne gi store setninger og et etterfyllingsbehov må påberegnes. Det fremtidige arbeidet bør i hovedsak omhandle tema som kun er nevnt overfladisk i denne oppgaven Det gjelder håndtering av tidevannet som strømmer inn og ut av Sveasundet, håndtering av flomvann fra Kjellströmelva, ismasser og miljøkonsekvenser som følge av økt sedimentering i Braganzavågen. For videre geoteknisk arbeid vil det være ønskelig å utføre forsøk med CPTU for bedre å fastslå materialenes styrkeparametre, samt foreta temperaturmålinger som kunne bidra til å finne svar på hva det faste laget består av. Kartlegging av lagdelingen og helningen av disse i traseens tverrgående retning vil være nødvendig. Fyllingsmaterialet har lav mekanisk styrke, og det vil være ønskelig å utføre forsøk som kan fortelle hvordan fyllingen vil tåle kombinasjoner av belastninger fra trafikk, frost og vanngjennomstrømning. Fire dager før innlevering ble det oppdaget en kalibreringsfeil ved treaksialapparatet som ble benyttet ved alle treaksialforsøkene. Feilen førte til en underestimering av materialets styrke. På den korte tiden som var igjen var det ingen mulighet til å endre på resultater og diskusjon. Konklusjonen forventes i hovedtrekk å være den samme. Kritisk snitt vil trolig befinne seg ved Snitt 1, nær Barryneset og videre arbeid bør derfor ha fokus på dette området.