TEKNISK PM BERGTEKNIK VÄG
Väg 161 Ulseröd–E6/Torpmotet, delen Bäcken–Rotviksbro
Uddevalla kommun, Västra Götalands län
Vägplan, 2015-12-14
Projektnummer: 102225
Dokumenttitel: Teknisk PM Bergteknik Väg, Väg 161 Ulseröd–E6/Torpmotet, delen Bäcken–
Rotviksbro
Skapat av: Structor Mark Göteborg AB
Dokumentdatum: 2015-12-14
Dokumenttyp: Rapport
Ärendenummer: TRV 2013/40926
Projektnummer: 102225
Version: 1.0
Utgivare: Trafikverket
Kontaktperson: Magnus Enhörning
Uppdragsansvarig: Magnus Enhörning
Tryck: Majornas Grafiska AB
Fotograf: Structor Mark Göteborg AB
Distributör: Trafikverket, Box 1170, 462 28 Vänersborg, telefon: 0771-921 921
Innehåll
1
2
Inledning ........................................................................................................................ 4
1.1
Metod ..................................................................................................................... 4
1.2
Underlagsmaterial ................................................................................................. 5
Utförda undersökningar ................................................................................................ 5
2.1
Kartering av berg i dagen ...................................................................................... 5
2.2
Blockkartering i branter på södra sidan vägen .................................................... 5
2.3
Resistivitetsmätning .............................................................................................. 5
2.4
Stuffprovtagning .................................................................................................... 5
2.5
Kärnborrning ......................................................................................................... 5
2.5.1
2.6
3
Kärnkartering .................................................................................................... 6
Laboratorieundersökningar .................................................................................. 6
Ingenjörsgeologi............................................................................................................. 6
3.1
Berggrund .............................................................................................................. 6
3.1.1
Km 0/800 – 0/900 ........................................................................................... 6
3.1.2
Km 1/300 – 1/400............................................................................................. 7
3.1.3
Km 2/200 – 2/350 ............................................................................................ 8
3.2
Bergschaktning ...................................................................................................... 9
3.3
Stabilitet/Förstärkning ......................................................................................... 9
3.4
Bergmaterial ........................................................................................................ 10
3.5
Miljöpåverkan på grund av svavelhaltigt berg ................................................... 10
1 Inledning
På uppdrag av Trafikverket genom Structor Mark Göteborg AB, har Petro Team
Engineering AB under våren och vintern 2013 samt våren 2014, utfört bergtekniska
undersökningar för upprättande av vägplan för nysträckning av Väg 161 vid sträckan
Bäcken-Rotviksbro, Uddevalla kommun i Västra Götaland.
Terrängen i vägsträckningen är relativt flack vilket medför lite skärningar i jord och
berg.
Områdets topografi är mycket varierande med flacka bergslänter lutande mot syd som
möter rasbranter som är upp till 40 m höga. Bergmassan är söndersprucken på så sätt
att stora block har fallit ner från rasbranterna vilket skapat blockig terräng i släntfoten.
Den planerade vägsträckningen innebär att tre delar av sträckan kommer utgöras av
bergskärningar med höjd upp till ca 12 m. Höjden avser synliga bergskärningar.
Följande tabell redovisar sektioner där bergschakt skall utföras baserat på redovisade
profil och sektionsritningar.
Tabell 1-1 Sektioner med bergschakt
Km
0/800 – 0/900
1/300 – 1/380
2/210 – 2/350
Målet med de bergtekniska undersökningarna har varit att göra dels bestämning av
stabiliteten i bergskärningar och dels bestämning av bergets kvalitet för användning till
vägbyggnadsmaterial. Vidare har det undersökts om berggrunden innehåller svavel som
kan påverka miljön genom urlakning från bergupplag.
1.1 Metod
De bergtekniska undersökningarna har utgjorts av följande moment redovisade i
kronologisk ordning.
Kartering av berg i dagen
Blockkartering
Resistivitetsmätning
Stuffprovtagning
Kärnborrning
Kärnkartering
Laboratorieundersökningar
4
1.2 Underlagsmaterial
Följande material har erhållits för undersökningarna:
Plankarta med terrängmodell och väglinje
Profiler
Tvärsektioner
Utöver detta material har även SGU:s berggrundskarta använts som underlagsmaterial.
2 Utförda undersökningar
Nedan redovisas en sammanfattning av utförda undersökningar. Resultaten från utförda
undersökningar redovisas i MUR Bergteknik.
2.1 Kartering av berg i dagen
Kartering av berg i dagen har utförts i en 100 m bred korridor längs väglinjen.
Karteringen omfattade bergarter, sprickorienteringar, sprickegenskaper och
svaghetszoner.
2.2 Blockkartering i branter på södra sidan vägen
Blockkartering har utförts i slänter och rasbranter som ligger i anslutning till väglinjen.
Karteringen gjordes med syfte att utvärdera risken för att instabila block faller ut i
vägområdet.
2.3 Resistivitetsmätning
För att bestämma djup till berg har resistivitetsmätningar utförts längs tre profiler vid
planerade bergskärningar vid km 0/762 – 0/922 och 1/355 – 1/525.
Instrumentet som använts vid resistivitetsmätningarna är en ABEM Terrameter LS med
64 kanaler. Profilerna är 160 m långa och elektrodavståndet är 2 m. Mätprotokollet för
båda profilerna är Gradient Plus. För modellering i 2D har programmet RES2DINV
använts.
2.4 Stuffprovtagning
Stuffprovtagning har utförts i planerad bergskärning vid 2/200 – 2/350. Syftet var att
analysera bergets användbarhet till vägbyggnadsmaterial. Proverna benämns Bergprov 1
och Bergprov 2.
2.5 Kärnborrning
Kärnborrning har utförts för planerad bergskärning vid 0/800 – 0/900. Kärnborrhålen
är vinklade för att fånga in så mycket som möjligt av berggrunden och strukturerna i
den. Kärnborrhålen är mellan 22 – 30 m djupa.
Kärnborrningens syfte var att provta berggrunden på djupet där den högsta skärningen
planeras. Kärnan har även använts för att bedöma bergkvaliteten med avseende på
ballastanvändning. Kärnborrningen utfördes på grund av att större delen av ytan där
bergskärning ska utföras är jordtäckt samt att resistivitetsmätningen indikerade en
svaghetszon. Borrkärnorna är orienterade. Strukturernas orientering har störst
påverkan på stabiliteten i bergskärningarna.
5
2.5.1 Kärnkartering
Karteringen har utförts med avseende på bergarter, sprickor och strukturers orientering,
egenskaper och frekvens, och har karaktäriserats enligt Q – systemet.
RQD har mätts i hela borrkärnan per intervall där sprickfrekvensen är likartad.
Sprickfyllnad och sprickråhet har mätts i de sprickor vars riktning är ogynnsam för
stabiliteten i skärningarna. I de delar av kärnan som ej är orienterade, är sprickfyllnad
och sprickråhet uppmätt i de sprickor där dessa parametrar är mest kritiska, d.v.s. har
sämst Ja och Jr för stabiliteten i skärningarna. Bestämning av spricktal Jn, har gjorts
utifrån en sammanläggning av sprickdata från KBH 1 och KBH 2 samt från
ytkarteringen för att få ett så representativt tal som möjligt.
2.6 Laboratorieundersökningar
Dessa undersökningar innefattar: Bergkvalitetstester för ballast; Micro Deval, Los
Angeles, Glimmerhaltbestämning. Man har också analyserat Svavelhalten och gjort
Petrografisk analys. Testerna har utförts på provbitar från stuffprovtagningen.
Petrografisk analys har även utförts på borrkärnorna.
Bergkvalitetstester och glimmerhalt har utförts av Svevia i Kungälv.
Svavelhaltsanalyser har utförts av ALS Scandinavia.
Petrografisk analys har utförts av SGU.
3 Ingenjörsgeologi
3.1 Berggrund
Nedan redovisas berggrunden vid de tre delsträckorna där bergschakt kommer utföras.
Till varje sektion redovisas de dominerande sprickriktningarna i stereogram. KBH 1 och
KBH 2 ingår i sektion km 0/820 – 0/900, sprickriktningarna från kärnkarteringen
redovisas därav i samma avsnitt.
Berggrunden består av en grå sedimentär gnejs av granodioritisk sammansättning.
Berggrunden är medelkornig och har mindre inslag av pegmatitgångar. Glimmerhalten i
gnejsen är generellt låg. Foliationen varierar mellan 340/20 till 45/15. I hela området
har den en flack stupning. I väst stryker foliationen nord-syd och stupar mot öst. I öst
stryker den nordöst-sydväst och stupar mot sydöst.
Berggrunden är söndersprucken huvudsakligen längs med foliationen och längs två
branta sprickriktningar. Där foliationen är mer framträdande är berget skivigt
söndersprucket. De branta sprickorna följer dalgångarnas riktning i öst-väst (260°/70°)
och nord-syd (170°/80°).
Bergmassans Q-bas värde är generellt 10-20.
3.1.1 Km 0/800 – 0/900
Berggrunden i området består av en medelkornig sedimentär gnejs med varierande
glimmerhalt. Sprickytor är plana till undulerande. Foliationen är framträdande i delar
av området och stryker nord-syd och stupar flackt mot öster.
6
Figur 3.1 Km 0/800 – 900. Sammanlagd data från kärnkartering och ytkartering.
Stereogrammet visar berggrundens dominerande sprickriktningar i förhållande till
väglinjen.
Sammanläggning av ytkartering och kärnkartering visar tre dominerande
sprickriktningar dessa är 265˚/80˚, 170˚/80˚ samt 10˚/25˚ som följer foliationens
riktning (Figur 3.1). Den öst-västliga riktningen varierar 10-20° i strykning och 10-20° i
stupning.
3.1.2 Km 1/300 – 1/400
Berggrunden i området består av en medelkornig sedimentär gnejs med. Sprickytor är
plana till undulerande. Dominerande sprickriktningar är 160˚/70˚, 80˚/80˚samt
330˚/70˚(Figur 3.2).
7
Figur 3.2 Km 1/300 – 1/400. Stereogrammet visar berggrundens dominerande
sprickriktningar i förhållande till väglinjen
3.1.3 Km 2/200 – 2/350
Berggrunden i området består av en medelkornigsedimentärgnejs. Sprickytor är plana
till undulerande. Inga sprickfyllnader eller vattenförande sprickor har observerats.
Foliationen stupar flackt mot öster. Dominerande sprickriktningar är 275˚/80˚,
160°/80° och 40˚/20˚ parallellt med foliationen (Figur 3.3). Den öst-västliga
sprickriktningen 275°/80° varierar ca 10° i strykning och upp till 30° i stupning vilket
innebär att den både förekommer både som vertikal och medelbrant med stupning mot
norr.
Figur 3.3 Km 2/200 – 2/350. Stereogrammet visar berggrundens dominerande
sprickriktningar i förhållande till väglinjen.
8
3.2 Bergschaktning
Slänternas kontur bör anpassas så långt som möjligt till rådanade geologiska
förhållanden. Detta innebär att konturen sprängs med lutning 5:1 och sedan skrotas till
naturliga sprickor för at utnyttja bergmassans naturliga stabilitet.
Planerad väglinje löper nordöst-sydväst längs samtliga delsträckor med bergschakt.
Km 0/800 – 0/900: Vägen går genom ett parti av mer eller mindre sankt mark med
höga berghällar på höger sida och ett skogsbeklätt bergsparti på vänster sida. Bergschakt
utförs dubbelsidigt med en maximal höjd på 9 m på höger sida och 7 m på vänster sida.
Höjderna avser synlig skärning.
Km 1/300 – 1/400: Vägen går genom ett parti med betesmark omgiven av berg på
båda sidor. Bergschakt utförs dubbelsidigt med en maximal höjd på 12 m på vänster sida
och 3,5 m på höger sida. Höjderna avser synlig skärning.
Km 2/200 – 2/350: Vägen går genom ett höglänt bergparti med skog Bergschakt
utförs med skärning på höger sida med en maximal höjd på 7 m. Höjderna avser synlig
skärning. På vänster sida skall berget plansprängas. Härigenom fås både ett öppet
väglandskap samt tillräckligt med bergmassor för projektet.
3.3 Stabilitet/Förstärkning
Bergskärningarna är designade för att utföras med lutning 5:1. Stabilitetsanalyser har
utförts i stereogram för de dominerande sprickriktningarna vid varje sektion med
bergsschakt, friktionsvinkeln är uppskattad till 30°.
I höger bergskärning vid sektion 0/800-900, finns risk för kilbrott av
sprickriktningarna: 240°/60°-260°/70°, 90°/90° och 170° /80°. Sprickriktningen
265°/80° ger även risk för överstjälpningsbrott i höger skärning och plant brott i vänster
skärning.
Tre stycken svaghetszoner är identifierade genom resistivitetsmätning och
kärnborrning. Mäktigheten på zonerna bedöms variera mellan 20 cm till 1,5 m.
Zonernas orientering bedöms följa foliationens vilket medför att de påverkar stabiliteten
i skärningen under lång sträcka. De förväntas de påverka stabiliteten i både höger och
vänster skärning mellan km 0/850 till 0/900. Påverkan bedöms ske genom urvittring av
ytligt berg i zonen.
I sektion 1/300 – 1/400 finns risk för kilbrott i höger skärning av sprickriktningarna:
80/80 och 330°/80°.
I höger bergskärning vid sektion 2/200 – 2/350 finns risk för kilbrott mellan
sprickriktningarna 275°/80°, 160°/80° och 20°/40°. I denna skärning finns även risk
för plana brott av sprickriktningen 265°/50°.
Bergskärningarna är till största del låga och bedöms därför erhålla tillfredställande
stabilitet vid förstärkning med 25 mm helingjutna kamstålbult selektivt enligt
bergsakkunnigs utsättning.
9
3.4 Bergmaterial
Analysresultatet från Micro Deval-, Los Angeles- och glimmerhalttester visar på bra
bergkvalitet. Berget i bergskärningen vid 2/200-2/350 går att använda till
förstärkningslager och bärlager.
Petrografisk analys bekräftar att bergkvaliteten är god med välutvecklad kornfogning,
låg grad av vittring, omvandling och mikrosprickor.
Yt- och kärnkartering visar att berget utgörs av samma formation vid övriga delsträckor
där bergschakt och uttag till ballast ska utföras. Bergets mineralogiska sammansättning
och textur varierar i viss mån, variationen bedöms ej påverka de tekniska egenskaperna
för berget. Resultaten från analyserade prover, med avseende på bergkvalitet bedöms
kunna appliceras på bergmaterialet från samtliga blivande bergskärningar.
Det rekommenderas att utföra tester på sorterat material i början av entreprenaden för
att bekräfta att användning till bärlager är möjlig.
3.5 Miljöpåverkan på grund av svavelhaltigt berg
Av ytkarteringen finns inga indikationer på att berget innehåller svavel.
Kärnkarteringen visar att gnejsen innehåller mycket små halter av pyritkristaller, FeS2,
kornen är mindre än 1 mm. Petrografisk analys bekräftar att halten av pyritbundet
svavel sannolikt är låg i och med att opaka mineral förekommer i låga halter.
Resultatet från svavelanalys från Bergprov 1 och Bergprov 2 visar på låga halter av svavel
vilket innebär låg risk för urlakning av svavel från bergmaterialet.
Sammantaget bedöms risken för urlakning av svavel som låg i samtliga delsträckor för
vägen som omfattas av bergschaktning.
10
Trafikverket, Box 1170, 462 28 Vänersborg. Besöksadress: Vassbottengatan 14.
Telefon: 0771-921 921, Texttelefon: 010-123 50 00
www.trafikverket.se
