| dc.description.abstract | Dette prosjektet er skrevet som en master-/ diplomoppgave ved NTNU i Trondheim, som den avsluttende delen av forfatterens masterstudie.
Masteroppgaven omhandler ingeniørgeologiske forhold ved en tunnel planlagt på Finnsnes, som vil virke som en av lastningsvei av Rv. 86 rundt Finnsnes sentrum. Her vil det være et spesielt fokus på problemstillinger rundt en tunnelstrekning uten overdekning av fast fjell. Diskusjonen vil ligge rundt valget av det rette alternativet for å kunne løse denne problematikken.
Tunnelen er planlagt som en T9,5 tunnel, skal gå fra Olderhamn i sør til Nygård i nord, og vil ha en total tunnellengde påca. 1100 m. Gjennomføring av planens tiltak skal forbedre trafikksikkerhet og miljøbelastning for Finnsnes og sentrumsområdet spesielt.
Den geologiske beskrivelsen av området rundt Finnsnestunnelen er basert på egne studier, flyfoto, NGUs berggrunnskart, feltkartlegginger, fjellkontrollboringer og med komplimentering av geologiske rapporter av Noteby AS fra 1974, og Norconsult fra 1998. Fjellgrunnen på Finnsnes er preget av endringene som skjedde rundt dannelsen av den kaledonskefjellkjeden. Langs hele fjellkjeden endret de omdannete, leirrike avsetningene karakter fra fylitt til glimmerskifer mot vest.Glimmerskiferen er en bergart som preger dette området sammen med andre metasedimentære bergarter. Langstunneltraseen består bergrunnen hovedsakelig av metamorf skifer og kalkstein, hvor det gjerne forekommer lag av marmor,kvartsitt og amfibolitt. Disse skifrene varierer gradvis, og derfor kan det være vanskelig å trekke opp klare grenser mellom disse bergartene. Man forventer at berggrunnen endrer karakter nedover mot tunnelnivået, hvor den endrer karakter fra ensterk kvartsitt til, nærmest flatt orienterte, mykere glimmer- og amfibolittrike skiferlag, med lite innhold av kvarts.
Generelt har man observert tildels sterkt oppsprukket dagfjell, og enkle lag i skiferen med høy grad av overflatenær forvitring. Sprekkemålinger i området viser stor variasjon i sprekkemønsteret. For den nordlige del av traseen er det spesielten del systemer med strøk i nordlig retning. Dominerende svakhetssoner i området har en orientering som i nordvest liggermed strøk ca. N50°Ø, som gradvis orienterer seg mer i nordlig retning mot N10°-35°Ø ettersom man beveger seg østover.
Området rundt tunnelen har for det meste et tynt dekke av løsmasser. Ved påhugget i nordvest antar man at det består avmarine, finkornete jordarter. Lengre opp i skråningen finner man tynne uravsetninger. Over høydedraget lengre øst er det vesentlig fjell i dagen, mens ved påhugget i sørøst igjen har et sparsomt løsmasse dekke som består av et tynt torvlag medforvitret dagfjell og tynn uravsetning.
Problemsonen langs tunnelstrekningen ligger lokalisert i en nedsenkning på den sørøstlige delen av tunnelstrekningen.Denne nedsenkningen ligger med strøk ca. N40°Ø, noe som tyder på at det kan være en svakhetssone som følger foliasjonen. Her vil tunnelen krysse sonen, og hengen vil krysse ut i dagfjellet og inn i løsmasser.
Begge påhuggene blir plassert i skråninger som gir akseptabel overdekning relativt raskt. Her vil det trenges å fjernesvegetasjon og urmasser før påhuggene blir etablert. Noe usikkerhet kommer fra mulige svakhetssoner ved påhuggene, som kan gi ustabile forhold. Ved påhugget i sør er det spesielt trangt mellom omkringliggende boliger, som gir lite rom til justering av påhugget.
Det er anslått moderate krav til anlegg og vanskelighetsgrad, og derfor i følge Statens Vegvesens klassifisering havnertunnelen i undersøkelsesklasse C til D, hvor det er estimert at undersøkelsesomfanget skal koste omtrent 15% avsprengningskostnadene. Pga. komplisert geologi i området og forvitring, men med lite løsmasser blir prosjektet vurdert til å ligge i geoteknisk prosjektklasse 3.
Sikringen langs tunneltraseen er basert på sikringskategoriene av Q-metoden. Her er det kommet fram til at tunnelen skal sikres med spredte 3 meters CT-bolter, og 80 mm sprøytebetong. Dvs. ca. 4-5 bolter pr. løpemeter. I svakhetssonen bør det være systematisk bolting og 120 mm tykk sprøytbetong. Dvs. ca. 8-10 bolter pr. løpemeter. Det kan også bli behov for tettforbolting og sprøytebetongbuer. Normalt vil det innebære 13 bolter pr. løpemeter, med 6-8 m lange forbolter. Og hvertredje meter skal det være 250 til 450 mm armerte sprøytebetongbuer. Hver bue består av ca. 14 innstøpte bolter. I verstefall må man til med full utstøpning, og utstøpning i ligg.
For å kunne forutsi vanninnhold i svakhetssonene anbefales det å begynne med sonderboringer ca. 100 m før man driver inn i dem. Ved behov må det da vurderes om det trengs for injeksjon på stuff. Hele tunnelen må nok frost- og vannsikres.
Ved sprengning av tunnel i tettbebygd strøk vil det settes helt spesielle krav om hensyn til omgivelsene. På grunn av støy vil boring, sprengning, pigging og utlasting normalt ikke kunne finne sted mellom 23:00 og 07:00. Det vil også måtte fastsettsgrenseverdier for sprengningsinduserte vibrasjoner. Disse vil ligge mellom 35 og 50 mm/s for bygninger fundamentert påfjell. Erfaringsmessig fra bytunneler må det være minimum 30 m fjelloverdekning før man kan sprenge med fulle salver.Dvs. at det blir delte salver de første 250 m ved påhugget i sør, og 30m ved påhugget i nord. Også gjennom problemsoner må man forvente forsiktig sprengning.
For å kunne drive gjennom problemsonen med løsmasser kan flere forskjellige stabiliseringsmetoder bli anvendt. De som vurderes for dette prosjektet er "cut and cover", "cover and cut", jet grouting, frysing og EPB TBM-drift. Disse metodene vilkunne gi forskjellig stabilitetssikkerhet, driftstid og drivekostnader.
De mest omfattende metodene er "cut and cover" og "cover and cut", som krever åpne byggegroper, betongkonstruksjoner og stabilisering av fjellpartier med lav overdekning før ekskavering av tunneltraseen. Usikkerhetene vil ligge rundt kvaliteten på stabiliserte partiene. For de andre prosessene vil ikke dette være en problemstilling da all stabilisering faller under sammeprosess. For jet grouting og frysing vil problematikken kunne dreie seg grunnvannsstrømmen gjennom løsmassene, som kan gi innlekkasje til tunnelen og vanskelige fryseforhold. TBM-driften vil nok ikke støte på noen av disse usikkerhetsmomentene, og vil kunne drive stabilt og sikkert gjennomhele sonen.
Metoden som anbefales for kryssingen av problemsonen er Jet Grouting. Det er en enkel og rask stabilisering som utføresfra overflaten. I tillegg trengs lite mannskap og materiell. Metoden påfører bare et lite inngrep på overflaten som fører tilrelativt kort hindring av trafikken. Dette er en stabil sikringsmetode, med et tykt betonglokk som dekker tunnelen.Kostnadene er rimeligere enn de andre alternativene, vurdert til en totalkostnad på 84.000 kr/m.
Jet Groutingen blir innebærer bruk og maskineri for boring, produksjon og etablering groutepeler til et solid betongfundament.Peleradius anbefales satt til 2 m, og senteravstand mellom pelene og peleradene er anbefalt satt til 1,5 m. Når betongfundamentet er på plass kan tunnelen bli drevet sikkert under den, med en stabil støtte mot de overliggende løsmassene.
For videre undersøkelser anbefales mer detaljerte for undersøkelser som kan gi en mer detaljert oversikt over sprekkesett og Q-verdier langs tunneltraseen. Påhuggsområdene må vurderes nærmere for stabilitetsvurderinger. Ved problemsonen bør fjelloverflaten og løsmassene undersøkes nærmere. Fjelloverflaten må å kartlegges mer detaljert, samt skaffe en forståelse avkvaliteten på dagfjellet. I løsmassene bør grunnvannsstrømmen kartlegges. Dette innebærer fjellkontrollboringer og sonderboringer i denne problemsonen. | nb_NO |