Vikertunnelen Ulike ingeniørgeologiske problemstillinger knyttet til stabilitet og sikring av vegtunnel

Abstract

I forbindelse med planlegging av ny E134 mellom Dagslett og E18 i Lier i Viken fylkeskommune, er det blitt utført ingeniørgeologiske vurderinger i tidligfase av vegtunnelen for “Vikeralternativet”. Vegtunnelen som omtales som Vikertunnelen i denne oppgaven er en 4,7 km lang tunnel gjennom Lieråsens drammensgranitt. I denne oppgaven vil det bli sett på bergmassekvalitet, bergspenningsforhold, svakhetssoner og andre stabilitetsproblemer som svelleleire og dypforvitring. Innlekkasje, krav til tetthet og bergsikring vil også bli vurdert. De ingeniørgeologiske vurderingene vil bli basert på litteratur, kartstudier, innhentet informasjon fra nærliggende anlegg, tidligere utførte undersøkelser og numerisk analyse. For å vurdere bergmassekvalitet er det blitt utført feltkartlegging i terrenget rundt Vikertunnelen med hensikt å registrere Q-verdier og kartlegge hovedsprekkesett. Bergmassen inneholder stort sett tre sprekkesett pluss tilfeldige sprekker, som har gunstig orientering i forhold til tunnelaksen. Kartstudier, høydedata og litteratur i tillegg til feltundersøkelser er brukt for å avdekke de antatt mektigste svakhetssonene langs tunneltraseen, der det er funnet 14 antatt mektige svakhetssoner som vil krysse Vikertunnelen med en vinkel på 30-80_. Spesielt to soner utpeker seg som kritiske områder da de er tolket som sannsynlig dypforvitrede svakhetssoner. Disse kan medføre stabilitetsproblemer som følge av blokknedfall av oppknust materiale og innhold av svelleleire. For å vurdere bergspenningsforhold langs tunneltraseen er det benyttet en tilbakeberegningsmodell for å finne forholdet mellom vertikal- og horisontalspenning (k-verdi). Undersøkelsene viser at området preges av store horisontalspenninger, der k-verdi er beregnet til 3,5. For å vurdere Q-verdier og fordeling av bergmasseklasser langs Vikertunnelen er det benyttet resultater fra feltundersøkelser i tillegg til informasjon fra de nærliggende anleggene. Foreslått bergsikring er basert på Q-systemet og sikringsklasser fra håndbok N500, der fordelingen av Q-verdier langs Vikertunnelen er B = 14,5%, C = 37,3%, D = 41,4%, E = 3,5% og F = 3,2%. Kvartærgeologisk kart og erfaringer fra nærliggende anlegg tilsier at innlekkasjer kan være kritisk for enkelte områder ved tunneldrivingen, og strenge krav til tetthet bør settes ved påhuggsområdene og ved passering av Skapertjern og Sprengstoffdammen. Det har også blitt utført laboratorietesting av bergprøver fra området rundt Vikertunnelen for å undersøke de bergmekaniske egenskapene til drammensgranitten. Resultatene fra testene er videre brukt for numerisk analyse av bergmassen for å undersøke om anslåtte sikringsmengder vil være tilstrekkelig ved tre utvalgte pelnr. i tunneltraseen. Bergsikring av tunneltraseen ved ca. pel 5000 er vurdert til sikringsklasse I etter håndbok N500. Området er preget av høye horisontalspenninger, som fører til bergslag i hengen. I følge de numeriske analysene ble det derfor nødvendig med ett ekstra lag med fiberarmert sprøytebetong for å oppnå tilstrekkelig stabilitet. For pel nr. 5750, ble bergsikring iht. sikringsklasse V vurdert som tilstrekkelig. De numeriske analysene anslår også at bergsikring iht. sikringsklasse III er tilstrekkelig for ca. pel 6300. De numeriske analysene tilsier at senkning av traseen ikke vil medføre økt stabilitetsproblemer og sikring for pel nr. ca. 5000 og 5750. For ca. pel 6300, vil derimot en senkning av tunneltraseen medføre økt stabilitetsproblemer i hengen og dermed økt bergsikring.