Vurdering av bergsikring i Tømmernestunnelen, en 30 år gammel tunnel under renovasjon

Abstract

Flere gamle vegtunneler i Norge oppfyller ikke lenger dagens krav, og planlegges renovert, eller byttet ut de neste årene. En av disse tunnelene er Tømmernestunnelen, en 722 meter lang tunnel i Hamarøy kommune, som er under oppgradering av i perioden 2017 til 2018. Under oppgraderingen er tunnelen stengt, slik at grundige undersøkelser av forholdene i- og omkring tunnelen er mulige. I denne oppgaven vurderes bergsikringen i tunnelen, med hensikt om å samle erfaringer som kan være nyttige for andre prosjekter i området.

For denne rapporten er det gjort litteraturstudier, feltkartlegging, laboratorieundersøkelser og numerisk modellering. Styrke- og elastisitetsegenskaper er anslått fra en bergartsprøve på lab. Numerisk modellering er utført ved hjelp av programvarene RS2 og Unwedge. Feltkartlegging med fokus på bergart, detaljoppsprekking, svakhetssoner og bergmasseklassifisering ble utført høsten 2017. Bergarten i området er en granittisk gneis med markert foliasjon. Tre sprekkesett er kartlagt, hvor ett er parallelt med foliasjonen, og to andre faller bratt omtrent mot nord. Flere svakhetssoner krysser tunneltraseen, hvor bergmassekvaliteten som er klassifisert etter Q-systemet er lavere enn i bergmassen for øvrig. I svakhetssonene er Q-verdiene vurdert til 2-6 (dårlig - middels). Utenfor svakhetssoner er Q-verdiene fra 5 til over 40 (middels - svært godt). Fra Q-systemet er totalt sikringsbehov anslått. Tunnelen viste seg å være relativt godt boltet, også før renovasjonen, sammenlignet med anslått sikringsbehov. Derimot var ikke alle de opprinnelige boltene utført i henhold til dagens standard, og den gamle sprøytebetongen har vist seg å ikke være tilstrekkelig i forhold til dagens krav.

Litteraturstudier viste at flere andre tunneler i området har hatt stabilitetsproblemer som følge av høye horisontale spenninger. Tømmernestunnelen har lav overdekning (maksimalt 60 meter), så stabilitetsproblemer som følge av høye spenninger var ikke forventet. Numeriske analyser i programvaren RS2 viser at slike stabilitetsproblemer likevel kan være mulige på grunn av ugunstig kombinasjon av spenning, tunnelgeometri og oppsprekking av bergarten. Stabilitetsproblemer som følge av høye spenninger forventes å være større i tunneler med større overdekning, og forutsatt stor horisontal spenning. Stabilitetsproblemene som forventes i Tømmernestunnelen er hovedsakelig blokknedfall styrt av diskontinuiteter i bergmassen. Disse problemene har trolig vært størst i forbindelse med svakhetssoner av hyppig oppsprukket bergmasse, og der tilfeldige sprekker finnes, utover de 3 sprekkesettene som tidligere er omtalt.