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 Inledning ........................................................................................................................ 4

1.1 Metod ..................................................................................................................... 4

1.2 Underlagsmaterial ................................................................................................. 5

2 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

Kärnkartering .................................................................................................... 6 2.5.1

2.6 Laboratorieundersökningar .................................................................................. 6

3 Ingenjörsgeologi............................................................................................................. 6

3.1 Berggrund .............................................................................................................. 6

Km 0/800 – 0/900 ........................................................................................... 6 3.1.1

Km 1/300 – 1/400 ............................................................................................. 7 3.1.2

Km 2/200 – 2/350 ............................................................................................ 8 3.1.3

3.2 Bergschaktning ...................................................................................................... 9

3.3 Stabilitet/Förstärkning ......................................................................................... 9

3.4 Bergmaterial ........................................................................................................ 10

3.5 Miljöpåverkan på grund av svavelhaltigt berg ................................................... 10

4

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

5

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.

6

Kärnkartering 2.5.1

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.

Km 0/800 – 0/900 3.1.1

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.

7

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.

Km 1/300 – 1/400 3.1.2

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).

8

Figur 3.2 Km 1/300 – 1/400. Stereogrammet visar berggrundens dominerande sprickriktningar i förhållande till väglinjen

Km 2/200 – 2/350 3.1.3

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.

9

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.

10

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.

Trafikverket, Box 1170, 462 28 Vänersborg. Besöksadress: Vassbottengatan 14.

Telefon: 0771-921 921, Texttelefon: 010-123 50 00

www.trafikverket.se