Kapittel 2 Ryfylketunnelen
Total Page:16
File Type:pdf, Size:1020Kb
I II 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 III IV 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. V 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). VI 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) ............................................................................