Väg 62, Södra Älvkullen, erosionsskydd
Forshaga kommun, Värmlands län
Tekniskt PM geoteknik, 2018-09-20 Projektnummer: 156998
Objektdata
Vägnummer Väg 62
Objektnamn Väg 62, Södra Älvkullen, Erosionsskydd Objektnummer 156998
Kommun Forshaga Kommun
Län Värmland
Dokumentdata
Titel Tekniskt PM geoteknik
Dokumentslag Text
Utgivningsdatum 2018-09-04
Utgivare Trafikverket
Kontaktperson Kenth Henriksson
Konsult Sweco
Handläggare Tord Persson
Kvalitetsansvarig Magnus Wackerfeldt
Innehåll
BAKGRUND ... 1
OBJEKT ... 2
UNDERLAG ... 2
3.1 Tidigare utförda undersökningar ... 2
TOPOGRAFISKA FÖRHÅLLANDEN ... 2
GEOTEKNISKA FÖRHÅLLANDEN... 2
HYDROLOGISKA FÖRHÅLLANDEN ... 3
6.1 Vattennivåer och vattenföring i Klarälven (RH 2000) ... 3
6.2 Grundvattenytor ... 3
6.3 Befintliga Trummor ... 3
6.3.1 Trumma 4/040, Norra ... 4
6.3.2 Trumma 3/930, Södra ... 4
GEOTEKNISKA UNDERSÖKNINGAR ... 5
7.1 Fältundersökningar. ... 5
7.2 Laboratorieundersökningar. ... 5
KOORDINATSYSTEM / UTSÄTTNING, INMÄTNING OCH LODNING ... 5
FÖRESLAGNA FÖRSTÄRKNINGSÅTGÄRDER ... 5
1
Bakgrund
Väg 62 går på sträckan nära Klarälven. Klarälven meandrar på sträckan och vägen gränsar till
meanderbågens ytterkant. Då sprickor har skett i vägbanan har uppföljning av rörelser skett. Sträckan ingick i ett tidigare vägprojekteringsuppdrag ”Väg 62 Deje – Älvkullen” som utfördes fram till
Arbetsplan (ej fastställd).
Figur 1. Ungefärligt läge för entreprenaden
2
Objekt
SWECO AB har på uppdrag från Trafikverket Region Väst fått i uppdrag att projektera en åtgärd för att dels förhindra framtida erosion och dels öka vägens stabilitet. Huvudförslaget är en tryckbank som samtidigt utgör erosionsskydd mot älven. Övriga alternativ som översiktligt utretts är att lätta
vägbanken med hjälp av lätt fyllning och lägga ett erosionsskydd mot älven, samt ett alternativ med kc- pelarförstärkning och erosionsskydd mot älven. Vägbredden ska vara oförändrad med körbana ca 6 m.
Underlag
3.1 Tidigare utförda undersökningar
· Väg 62, Deje - Älvkullen, Arbetsplan, daterad 2009-06-23, upprättad av WSP.
Berörda undersökningar och uppgifter från dessa handlingar är inarbetade i projekteringen för denna handling. Underlaget i sin helhet finns tillgängliga hos Trafikverket.
Topografiska förhållanden
Väg 62 ligger på Klarälvens västra sida. Markytan lutar starkt ner mot Klarälven. Bäckraviner har eroderat sig ner och korsar i ungefär väst-östlig riktning.
Geotekniska förhållanden
Jordlagerföljden är i stora drag, sediment av silt och sand som underlagras av lera med silt-skikt.
Leran är ofta siltig och under leran finns morän och berg.
Delsträckan 3/800 – 3/870
Vägen går i skärning fram till sekt ca 3/845 och därefter i markytan.
Jordlagren har liten mäktighet och i strandkanten går berget i dagen. Jordlagren utgörs under ett mullager av ett 0 – 3 m tjockt lager av silt som ofta är sandig och därunder ett tunt lerlager som lutar ut mot Klarälven viket underlagras av morän och berg. Lerlagret finns enligt grundundersökningen huvudsakligen öster om vägen i sluttning mot älven. Lerans skjuvhållfasthet är uppmätt till ca 17 kPa.
Grundvattenytan lutar mot Klarälven.
Delsträcka 3/870 – 3/960
Vägen går i skärning på vänster sida och på bank på höger sida framtill sekt 3/910 och därefter på bank. I sekt 3/930 ligger en plasttrumma/ledning Ø400mm som uppströms ansluter till en brunn.
Fram till 3/880 går friktionsjorden, av sand och silt samt morän, ner till berget. Härefter ökar jorddjupet och utgörs i sekt 3/910 under vägbanan av 0,8 m vägfyllning av sandigt grus, ca 1,2 m sandig lerig silt, ca 2 m siltig sand och sandig silt som underlagras av ca 1,5 m lerig silt och siltig lera. I sektion 3/960 har sedimentlagret av silt och sand ökat till ca 6m och lerlagret till ca 5m.
Delsträcka 3/960 – 4/050
3
Vägen går i markytan fram till sekt 3/980 och därefter på bank. I sekt 4/040 ligger en stentrumma.
På sträckan finns sedimentlagret av sand och silt med 4 – 8 m mäktighet och lager av lera 4 – 9 m mäktighet. I leran finns inslag av silt och siltskikt. Skjuvhållfastheten i leran ligger mellan 30 – 50 kPa.
I sekt 4/000 höger 17 m där ostörd provtagning (kolvprov) utförts påvisas enl. lab.resultat högsensitiv lera/silt på några nivåer under 13 m djup. Samtliga övriga undersökningar i området utförda med vingförsök visar på låga värden för sensitivitet.
Delsträcka 4/050 – 4/170
Vägen går på bank fram till sekt 4/110 och därefter i skärning.
På sträckan är sedimentlagret av sand och silt 3 – 6 m och lerlagret upp till 15 m. I leran finns silt- och sandskikt. Skjuvhållfastheten ligger mellan 30 – 50 kPa.
Hydrologiska förhållanden
6.1 Vattennivåer och vattenföring i Klarälven (RH 2000)
Vattennivåerna vid Älvkullen har framräknats med hjälp av vattennivåer vid bron över Klarälven vid Olsäter på väg 801 samt vattennivåer vid kraftverksdammen vid Deje.
Vattenytor vid kraftverksdammen vid Deje är: dämningsgräns +62,60, normal driftnivå +62,52, sänkningsgräns vid normal drift +62,1 och sänkningsgräns enligt VA-dom (från 1907) +57,35. Det finns dock inga uppgifter på att sänkningsgränsen enl. VA-domen (+57,35) någonsin har utnyttjats.
Den skulle enl. kraftbolaget möjligtvis kunna komma ifråga vid en större ombyggnation av kraftstationen, men kan bl.a. av miljöskäl vara mycket tveksamt, då stora delar av älvbotten skulle komma att torrläggas.
Vattennivåer vid Älvkullen har framräknats till följande: HHW +64,7, MW +62,8, MLW +62,4 och (LLW +59,0).
Vattenföringsuppgifter för Klarälven vid Älvkullen är följande: HHQ (100-årsflöde) 1350 m³/s, MQ 162 m³/s.
Medelvattenhastighet i älvsektionen vid HHQ är 1,5 m/s.
6.2 Grundvattenytor
Grundvattenobservationer har utförts i tre punkter under perioden nov 2017 och april 2018 i rör av Sweco enligt följande: I sekt 3/860 H6 där grundvattenytan varierar mellan +68,16 och +68,49 vilket motsvarar 1,0 - 1,3 m under markyta vid röret,
i sekt 4/037 V 15 där grundvattenytan varierar mellan +65,02 och +65,27 vilket motsvarar 0,43 – 0,68 m under markyta vid röret och i sekt 4/080 H15 där grundvattenytan varierar mellan +63,79 och +64,40 vilket motsvarar 0,1 – 0,7 m under markyta vid röret,
Grundvattenytan lutar mot Klarälven.
6.3 Befintliga Trummor
Två befintliga trummorna i sektionerna 3/930 och 4/040 avvattnar väg samt omkringliggande naturmark. Vägen avvattnas till största del av öppna diken med fullgott djup för att avvattna vägens
4
terrassyta. Vid plasttrumman, 3/930 finns en nedstigningsbrunn på västra sidan om vägen.
Bedömning av trummornas tillstånd samt förslag till åtgärder redovisas i ”PM Tillståndsbedömning trummor”.
6.3.1 Trumma 4/040, Norra
Trumman är en gammal stentrumma (med öppningsbredd ca 0,5 m) men har ett tillfredställande skick. Det ligger lite lösa stenar här och där, troligen kvar efter spolning inför filmningen, men de bedöms inte utgöra någon funktionsnedsättning. Trumman är lite kort, vilket gör att slänten mot trumman är brant ställd både uppströms och nedströms.
6.3.2 Trumma 3/930, Södra
Trumman utgörs av en Ø400 i plast med en inloppsdel med längd 10,4 m som vinklar i en
nedstigningsbrunn mot trumman under vägen. Trumman under vägen är 27,5 m lång. Första delen till 18,5 m från centrum brunn (9m från utloppet) antas ligga i en äldre stentrumma.
Trummans yttre del (9m från utloppet) har vid inspektion befunnits ha skador och deformationer.
Figur 2. Läge trummor
5
Geotekniska undersökningar
7.1 Fältundersökningar.
Fältundersökningar har utförts under perioden september-oktober 2017 med borrbandvagn Geotech 604.
· CPT-sondering med Ø32 mm och Geotech spets har utförts i 7 punkter för bestämning av jordens hållfasthetsegenskaper, fastighet samt jordlagerföljd.
· Trycksondering med Ø25 mm och vridenspets (viktsondspets), har utförts i 12 punkter för bedömning av jordens relativa fasthet (lagringstäthet).
· Störd jordprovtagning med skruvborr Ø60 mm har utförts i 12 punkter. Upptagna
jordprov har klassificerats direkt i fält med avseende på jordart (benämning) och utvalda prov har även skickats till Sweco Geolab i Stockholm för bestämning av jordart, densitet,
vattenkvot, konflytgräns.
· Vingförsök med ”mellanvingen” samt med Ø25 mm stänger har utförts i 5 punkter och 29 nivåer, för bestämning av lerans skjuvhållfasthet in situ.
· Ostörd jordprovtagning med kolvborr Ø50 mm (St II) har utförts i en punkt på nio nivåer.
Upptagna prover har skickats till Sweco Geolab i Stockholm för rutinanalyser för bestämning av jordart, densitet, vattenkvot, konflytgräns, sensitivitet, skjuvhållfasthet samt
deformationsegenskaper.
· Grundvatten-rör Ø25 mm stålrör har satts i 3 punkter på sträckan, för mätning av grundvattenvariationer.
7.2 Laboratorieundersökningar.
Laboratorieundersökningarna har utförts på Swecos Geolab i Stockholm under november 2017.
Laboratorieundersökningar omfattar:
· Rutinundersökning på störda prover i fyra punkter, 27 nivåer
· Rutinundersökning på ostörda prover i en punkt, 9 nivåer
Koordinatsystem / Utsättning, inmätning och lodning
Koordinatsystem: SWEREFF 99 13 30 Höjdsystem: RH2000
Utsättning och inmätning av undersökningspunkter samt lodning av älvbotten har utförts av Swecos Mätgrupp i Karlstad.
Föreslagna förstärkningsåtgärder
Utredning av alternativa förslag redovisas i ”PM Alternativstudie” och berörs inte närmare här.
Huvudförslaget är en tryckbank som samtidigt utgör erosionsskydd mot älven.
Tryckbanken/erosionsskyddet utfylls med bergkross 0 – 300 mm med släntlutning 1:2 upp till +65 möh (0,3 m över HHW). Tryckbanken varierar i krönbredd mellan 4-5 m (horisontellt mått).
Tryckbanken/erosionsskydd utförs på sträckan 3/870-4/020 (150m) och spetsas ut mellan 3/860-
6
3/870 samt från 4/020-4/050 (dras förbi trumma 4/040). Släntlutning på delen 4/020-4/050
anpassas efter befintlig mark- och bottenförhållanden. Total längd för tryckbank/erosionsskydd blir ca 190 m. Tjocklek på tryckbank/erosionsskydd mot bef. slänt kommer att variera mellan ca 1-3 m.
Erosionsskyddet bekläds med jord och vegetation ner till nivån för MW (+62,8), vilket kommer bidra till växtlighet, för att marken ska vara så lika omgivningen som möjligt.
På sträckan ca 3/760-3/860, östra sida av bef. väg planeras under byggtiden en tillfällig vändplan (byggarbetsplats). Schaktning inom området kan utföras men av stabilitetsskäl ska delen mot älven inte fyllas eller belastas utöver ursprunglig/nuvarande marknivå. Zonen för denna
belastningsbegräsningen löper parallellt med bef. väg, ca 16 m från östra vägkanten och fram till älven.
7
Figur 3. Planritning planerat erosionsskydd.
8
Figur 4. Sektion, planerat erosionsskydd/tryckbank
