• No results found

Erfarenheter av geotekniska undersökningar av havsbotten utförda från isbrytare

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2022

Share "Erfarenheter av geotekniska undersökningar av havsbotten utförda från isbrytare"

Copied!
29
0
0

Loading.... (view fulltext now)

Full text

(1)

EXAMENSARBETE

Erfarenheter av geotekniska

undersökningar av havsbotten utförda från isbrytare

Katarina Hallén

Högskoleexamen Samhällsbyggnad

Luleå tekniska universitet

Institutionen för samhällsbyggnad och naturresurer

(2)

Erfarenheter av geotekniska undersökningar av havsbotten utförda från isbrytare

Examensarbete 7,5 p

Katarina Hallén

Samhällsbyggnadsprogrammet 120 p Institutionen för samhällsbyggnad

Luleå Tekniska Universitet

(3)

Katarina Hallén

Samhällsbyggnadsprogrammet 120 p Institutionen för samhällsbyggnad

Luleå Tekniska Universitet

Förord

Det här arbetet är för mig den avslutande kursen på samhällsbyggnadsprogrammet på Luleå tekniska universitet. Rapporten omfattar 7,5 högskolepoäng av programmets 120 poäng. Att jag ville skriva mitt examensarbete inom geoteknik var jag på det klara med men området kändes väldigt stort och brett och det tycktes svårt att hitta exakt vad jag ville fördjupa mig i.

Genom min kära vän och studiekamrat Maria Näsvall fick jag tipset att kontakta Håkan Rosén på WSP i Luleå och ganska snart fick jag påbörja arbetsprocessen kring detta unika projekt och de speciella förutsättningar det bär med sig. För mig personligen har fördjupningen gett en ny dimension av geoteknik och det har varit mycket lärorikt att se hur erfarenhet och kreativitet kan leda till lyckade och effektiva lösningar. Genom mycket bilder och information från de verksamma människorna i projektet, hoppas jag med mitt arbete kunna ge en bra beskrivning av geoteknikdelen i det stora projektet muddringen av Sandöleden.

Tack till:

Håkan Rosén WSP Luleå, för idén till detta intressanta arbete, granskningar och synpunkter samt snabba svar på frågor som dykt upp.

Jeanette Lestander Luleå Hamn som också varit mycket tillmötesgående och generös med information och kunskap.

Besättning och geotekniker på fartyget Victoria för att vi fick följa med ombord på en mycket rolig och lärorik dag.

Slutligen ett tack till min chef Lennart Holmqvist på PEAB Asfalt som gett mig möjligheten att, under arbetstid, skriva på examensarbetet så att jag kunnat färdigställa det.

Luleå 2010-10-10 Katarina Hallén

(4)

Katarina Hallén

Samhällsbyggnadsprogrammet 120 p Institutionen för samhällsbyggnad

Luleå Tekniska Universitet

Sammanfattning

Luleå hamn byggdes i början av 1960-talet. Man når hamnen via Sandöleden och varje år anlöps hamnen av ca 570 fartyg varav en betydande del har en lastförmåga, dödvikt, om mer än 70 000 ton. I och med den pågående landhöjningen har djupet i farleden minskat med ca 40 cm jämfört med ursprungligt dimensionerat djup. För att man även i framtiden ska kunna nyttja hamnen optimalt behöver farleden muddras. Av två olika alternativ, med avseende på muddringsdjup, har man förordat ett vilket innebär att återställa leden till PANMAX – standard dvs. med ett djup på 12 meter.

Sedan tidigare finns ett relativt omfattande material av geotekniska undersökningar i farleden.

Under förstudien har detta granskats och bedömts vara av god kvalitet. Man har dock tagit fram ett borrprogram med kompletterande undersökningar man ansett sig behöva inför en muddring.

De kompletterande geotekniska undersökningarna har pågått under februari och mars 2010 av Tyréns i Luleå. Borrningarna har utförts från en ombyggd bogserbåt, en mindre isbrytare, Victoria. Då farleden är öppen under vintertid har man inte kunnat borra från isen och det var då idén om att bygga om båten kom upp. Metoden har fungerat bra och visat sig vara mer effektiv än att borra från pråm under den isfria årstiden.

Det här arbetet har gått ut på att beskriva hur man byggt om fartyget samt sammanställa de unika förutsättningarna och erfarenheterna man fått under de geotekniska undersökningarna.

Förtydliganden

I arbetet används begreppet PANMAX – standard för att referera till de aktuella ramfria djupen. Angående PANMAX – standarden så är detta inte att betrakta som en konstant standard utan är föränderlig utifrån storleken på Panamakanalens slussar. I rapporten används följande mått utifrån nuvarande standard:

Vikt: 65000 ton Längd: 294 m Bredd: 32 m Djupgående: 12 m

(5)

Katarina Hallén

Samhällsbyggnadsprogrammet 120 p Institutionen för samhällsbyggnad

Luleå Tekniska Universitet

Innehållsförteckning

1 Inledning... 5

1.1 Syfte och mål... 5

1.2 Metod ... 5

1.3 Avgränsningar ... 5

2 Bakgrund ... 6

3 Beskrivning ... 10

3.1 Ombyggnationen av bogserbåten Victoria... 10

3.1.1 Bogserbåten Victoria... 10

3.1.2 Borrvagn... 10

3.1.3 Tillvägagångssätt vid ombyggnationen... 12

3.1.4 Erfarenheter från ombyggnationen... 15

3.2 De geotekniska undersökningarna ... 16

3.2.1 Allmänt... 16

3.2.2 Geotekniska förhållanden i farled och hamnområde... 19

3.2.3 Geotekniska undersökningsmetoder ... 21

3.2.4 Borrprogram ... 22

3.2.5 Jordprovshantering ... 24

3.2.6 Erfarenheter från de geotekniska undersökningarna... 24

4 Diskussion och reflektioner... 25 Referenser

Bilaga 1. Jordartstolk.

Bilaga 2. Ekman huggare.

(6)

Katarina Hallén

Samhällsbyggnadsprogrammet 120 p Institutionen för samhällsbyggnad

Luleå Tekniska Universitet

5

1 Inledning 1.1 Syfte och mål

Syftet med arbetet är att samla de kunskaper och erfarenheter som har förvärvats under arbetet med att bygga om bogserbåten Victoria och genom de speciella förutsättningar man haft vid de geotekniska undersökningarna inför muddringen av Sandöleden.

Målet har varit att sammanställa en beskrivning, dels av denna unika metod man använt sig av för att utföra de geotekniska undersökningarna inför muddringen av Luleå hamn och

Sandöleden, dels av erfarenheter man fått under de geotekniska undersökningarna.

1.2 Metod

Arbetet inleddes med en endagsexkursion på bogserbåten Victoria då provborrningar utfördes.

Bilddokumentation samt mätningar av ombyggnationen gjordes för att få en djupare kunskap om tillvägagångssättet och en förståelse för speciella förutsättningar för de geotekniska undersökningarna. Under exkursionen delade besättningen och geoteknikerna med sig av handlingar och information som har kunnat användas under arbetets gång.

En stor del av bakgrundsmaterialet har kunnat hämtas från WSP:s förstudie samt i andra av WSP framtagna dokument som geotekniskt borrprogram och program för jordprovshantering.

Kompletterande samtal har förts med personer inom Luleå hamn och geotekniker på Tyréns för att fånga erfarenheterna och fylla kunskapsluckor som uppstått vid sammanställning av rapporten.

1.3 Avgränsningar

Den här rapporten handlar om de geotekniska undersökningarna inför muddringen av Sandöleden. Då tillvägagångssättet med att bygga om en bogserbåt/isbrytare är unikt har det varit av intresse att dokumentera dels hur ombyggnationen gått till i stort, dels de geotekniska undersökningarna som utförts.

Områden som inte behandlas i rapporten är djupgående ekonomiska aspekter. Inte heller handlar rapporten om hur själva muddringsarbetet ska utföras, MKB - processen eller omhändertagandet av muddermassorna.

(7)

Katarina Hallén

Samhällsbyggnadsprogrammet 120 p Institutionen för samhällsbyggnad

Luleå Tekniska Universitet

6

2 Bakgrund

Luleå Hamn är den nordligaste av Sveriges allmänna hamnar. Trots att det ligger ett tjockt istäcke från januari till maj så är hamnen öppen året om. De statliga isbrytarna och lokala isbrytande bogserbåtar ser till att fartygen tar sig fram vintertid. Varje år omsätts mer än sju miljoner ton gods, i huvudsak bulkgods i hamnen. Det gör Luleå till en av Sveriges fem största hamnar och Sveriges största hamn för torrt bulkgods.

Luleå Hamn består av fem hamndelar. Victoriahamnen och Uddebo oljehamn är allmänna kajer. Cementas anläggning för lossning av cement och LKAB:s utlastningskaj för malm vid Sandskär är industrikajer. Dessutom används den gamla malmhamnen vid Svartön som kajplats för isbrytare och kryssningsfartyg. Hamnens moderna anläggningar gör det möjligt att hantera alla sorters bulkgods och styckegods. Luleå Hamn anlöps varje år av omkring 570 fartyg varav en betydande del har en lastförmåga, dödvikt, om mer än 70 000 ton.

Exempel på material som hanteras vid Luleå hamn är kol, koks, kalksten och bentonit som alla är viktiga material vid ståltillverkningen. Även träpellets och restprodukter från stålframställningen hanteras vid hamnen (www.lulea.se 2010-04-09).

Luleå hamn har av hamnstrategiutredningen pekats ut som en strategisk hamn, vilket innebär att Luleå hamn får prioritet i förhållande till andra hamnar angående statligt finansierad

(8)

Katarina Hallén

Samhällsbyggnadsprogrammet 120 p Institutionen för samhällsbyggnad

Luleå Tekniska Universitet

7 infrastruktur (www.tillvaxtverket.se 2010-04-09). Den är utpekad som riksintresse för

kommunikationer enligt miljöbalken (WSP, 2009).

Luleå Hamn nås via Sandöleden som byggdes i början av 1960 talet och dimensionerades utifrån så kallad PANMAX - standard med ett ramfritt djup på 12,2 meter. Med tiden har landhöjningen gjort att farledsdjupet minskat och är idag reducerat med 40 cm i förhållande till ursprungligt dimensionerat djup. Inga åtgärder, såsom fördjupningsarbeten för att kompensera för pågående landhöjning som i området är ca 0,8 cm per år, har utförts sedan farleden etablerades. Den aktuella farleden har en längd av ca 6 nautiska mil vilket motsvarar ungefär 11 kilometer.

Man har studerat två olika alternativ med avseende på muddringsdjupet. Det första har varit att återställa farledsdjupet till PANMAX – standard på 12 meter och det andra alternativet har varit att muddra till Baltic Sea max med djup på 15 meter. Under förstudiearbetet har

intervjuer gjorts med representanter från företag som verkar i Luleå hamn. Intervjusvaren visar att hamnen fungerar bra och att ett återställande av 12 meters djup är önskvärt och bör garanteras framöver.

Av de nästan 700 fartyg som år 2008 anlöpte hamnen hade de flesta ett djupgående på mellan 7 och 9 meter. Således kan man säga att mest mindre fartyg trafikerar hamnen och det verkar enligt intervjusvaren vara en pågående trend att byta ut stora fartyg mot mindre av skäl såsom ändrade transportmönster etc. Å andra sidan skulle hamnen kunna bli aktuell om den

planerade malmbrytningen i Pajala startas av gruvföretaget Northland Resources

Incorporated. Företagets transportpolicy är att använda så stora fartyg som möjligt dvs. fartyg med ett djupgående på 14,5 meter (WSP, 2009).

Enligt Jeanette Lestander1 kan inte de stora kostnader en muddring till Baltic Sea max – djup medför motiveras, och då det inte enligt kunderna verkar finnas behov av ett djup på 15 meter är det alternativ man valt att fortsätta arbeta utifrån det första, PANMAX – standarden.

Under förstudiearbetet har en inventering gjorts av befintlig dokumentation, utifrån Luleå hamns arkiv, rörande de geotekniska förhållandena i farleden. Från tidigt 1960 - tal till och med sent 1970 - tal har en stor mängd väldokumenterade och systematiserade handlingar kunnat hämtas. Av de ca 1800 ritningar man studerat uppskattas ca 150 stycken ha någon form av geoteknisk inriktning eller information. Arkivmaterialet, innehållande plan- och borrprofiler som berör farleden med vändbassänger, omfattar ca 90 sidor innehållande 560 borrhålspunkter. I början av 2010 har ytterligare handlingar hittats med ett stort antal geotekniska sonderingar utförda mellan åren 1959-1961 för farleden mellan bassängen för Malmhamnen och Klubbnäset. Totalt finns där 550 borrpunkter som bedömts hålla hög kvalitetsnivå. Punkterna har inarbetats och lästs in i en databas för de geotekniska förhållandena (Rosén, 2010).

Utifrån inventeringen har de geotekniska förhållandena i farleden delats in i fem delsträckor.

Uppdelningen framgår av bilden nedan. Även en jordartskarta har tagits fram för att

översiktligt kunna beskriva de geotekniska förhållandena i det aktuella området för farleden och hamnbassängerna.

1 Jeanette Lestander, hamningenjör Luleå hamn. 2010-04-22

(9)

Katarina Hallén

Samhällsbyggnadsprogrammet 120 p Institutionen för samhällsbyggnad

Luleå Tekniska Universitet

8 Karta över farledens indelning.

(10)

Katarina Hallén

Samhällsbyggnadsprogrammet 120 p Institutionen för samhällsbyggnad

Luleå Tekniska Universitet

9 Man har för varje delsträcka gjort bedömningar och beskrivningar inför framtida muddringar av ex bergnivåer och omfattningen av lösa sediment. Under förstudiearbetet kom man fram till att kompletterande undersökningar behövs på samtliga fem delsträckor men i olika omfattning beroende på sedan tidigare dokumenterade data samt osäkerheter (WSP, 2009).

Eftersom hamnen är tillgänglig för trafik året om och farleden hålls öppen av isbrytare har det inte varit möjligt att arbeta med borrvagnen från isen. Alternativet skulle ha varit att göra undersökningarna under den isfria årstiden men undersökningar från pråm är mycket mer komplicerade och ger inte samma effektivitet som undersökningar från en bärande isyta på vintern.

Tiden från att en erfaren medarbetare i hamnen kom på idén att bygga om en av Luleå bogserbåts AB:s bogserbåtar till att undersökningarna var igång var inte lång. På bara ett par månader var båten ombyggd och de kompletterande geotekniska undersökningarna har pågått under februari och mars 2010 av Tyréns i Luleå.

Eftersom metoden att genomföra geotekniska undersökningar från en ombyggd

bogserbåt/isbrytare inte finns sedan tidigare, finns inte heller speciella förutsättningar och kunskaper sammanställda.

(11)

Katarina Hallén

Samhällsbyggnadsprogrammet 120 p Institutionen för samhällsbyggnad

Luleå Tekniska Universitet

10

3 Beskrivning

3.1 Ombyggnationen av bogserbåten Victoria

3.1.1 Bogserbåten Victoria

Victoria heter det fartyg som har byggts om för att kunna utföra de geotekniska

undersökningarna inför muddringen. Bogserfartyget, som ägs av Luleå bogserbåts AB, byggdes 1979 i Åmål och är en av tre bogserbåtar inom bolaget.

Fartyget som gör 12 knop har en propeller och en maskinstyrka på 2640 EHK. Längden är 27 meter, bredden är 9,5 meter och fartyget går på 4,65 meters djup. Bruttodräktigheten är 239 ton (www.lulea.se 2010-04-08). Ombord på båten finns 6 hytter, 8 kojplatser, kabyss med pentry och toalett.

3.1.2 Borrvagn

Borrbandvagnen som har använts är en Geomachine 75 GTT. Borrvagnen, med en vikt på 3 ton, är placerad bak i fartygets akter. Hela vagnen är förankrad på däck ovanpå en ram av stålbalkar som är specialtillverkad för ändamålet. Från däck sticker stålramen ut ca 3 meter och sen ett gallergolv svetsats fast utgör denna del den brygga varifrån man arbetar under borrningarna.

(12)

Katarina Hallén

Samhällsbyggnadsprogrammet 120 p Institutionen för samhällsbyggnad

Luleå Tekniska Universitet

11 Bakom borrvagnen står en dieselkompressor av typen Atlas Copco XAS 97 som förser

borriggen med tryckluft. På bilden nedan kan man se den bakre delen av stålramen borrvagnen står på.

På nedanstående bilder syns hur borrvagnen är uppställd på stålramen och hur den är förankrad på ramen med spännband.

Förankring fram (höger sida) samt förankring baktill.

(13)

Katarina Hallén

Samhällsbyggnadsprogrammet 120 p Institutionen för samhällsbyggnad

Luleå Tekniska Universitet

12 Ett hål är upptaget i arbetsbryggan där foderrör och borrstänger går ner.

3.1.3 Tillvägagångssätt vid ombyggnationen

Här kan man se, steg för steg, hur relingen kapas och lyfts bort.

(14)

Katarina Hallén

Samhällsbyggnadsprogrammet 120 p Institutionen för samhällsbyggnad

Luleå Tekniska Universitet

13 En glugg på ca 4 meter skapas där stålramen med arbetsbrygga och borrvagn ska placeras.

Stålramen, här under tillverkning i Luleå Hamns verkstad.

(15)

Katarina Hallén

Samhällsbyggnadsprogrammet 120 p Institutionen för samhällsbyggnad

Luleå Tekniska Universitet

14 Den färdiga stålramen med monterad arbetsbrygga och räcke, placerad på däck.

Borrvagnen lyfts ombord på bogserbåten av en av de stora kranarna i Victoriahamnen.

Borrvagnen ställs på plats och förankras.

(16)

Katarina Hallén

Samhällsbyggnadsprogrammet 120 p Institutionen för samhällsbyggnad

Luleå Tekniska Universitet

15 Det färdiga resultatet är ett fartyg som under vintertid kan ta sig fram för att utföra

geotekniska undersökningar på havsbotten.

3.1.4 Erfarenheter från ombyggnationen

Efter borrningarna i Sandöleden har reling och övrigt monterats tillbaka på båten. Enligt hamningenjör Jeanette Lestander var det en chansning när man byggde om båten eftersom man inte riktigt visste om eller hur det skulle fungera. Man tänkte sig en engångskostnad men eftersom metoden visade sig vara så effektiv och fungerade så bra har man sparat ramen ifall det skulle dyka upp nya uppdrag inför kommande issäsonger. Möjligheten finns alltså att göra om båten på samma sätt i framtiden.

(17)

Katarina Hallén

Samhällsbyggnadsprogrammet 120 p Institutionen för samhällsbyggnad

Luleå Tekniska Universitet

16

3.2 De geotekniska undersökningarna

3.2.1 Allmänt

De genomförda undersökningarna har skett från morgon fram till eftermiddagen. På

morgonen innan arbetet inletts har vattenståndet kontrollerats via en pegel i hamnen. Detta har man gjort för att få korrekta mätvärden vid borrningen. Fram till borrpunkten går båten i öppen farled. Framme vid borrpunkten krävs det att båten ligger stabilt utan att påverkas av rörelser från eventuella vågor, och för att säkerställa detta körs båten fast i iskanten. När båten ligger fixerad kan borrningen inledas. Kaptenen på båten har kontroll över övrig fartygstrafik då man försöker undvika att borra då andra fartyg passerar.

Uppe på bryggan har kaptenen borrpunkternas koordinater.

Inmätning av borrpunkterna

Tekniska förvaltningen i Luleå kommun använder sig av, vid Geo Arkivet och övriga inmätningar, ett lokalt koordinatsystem. Systemet bygger på lokala stomnät som är anslutna till riksnätet genom inmätning mot triangelpunkter med givna koordinater i RT 38, 5 gon O (X,Y). Luleå hamn har kravspecificerat att man under projektet ska använda sig av RT 38, 5 gon O till dess en konvertering till SWEREF 99 ägt rum.

Under Stålverk 80-projektet togs ett annat system fram, QR, som var gällande inom NJA:s gamla område. Det är i detta system tidigare geotekniska undersökningar och

muddringshandlingar är redovisade. Därför har en transformering av QR - koordinaterna skett till Luleås lokala system RT 38 enligt formel nedan. Koordinaterna Q går parallellt och R går vinkelrätt med kajkanten i Uddebo hamn.

Från QR till XY

X= 44889,262+Q*0,972017-R*0,235010 Y= 26833,378+Q*0,235010+R*0,972017 Från XY till QR

Q= -49936,934+X*0,971972+Y*0,234999 R= -15532,386-X*0,234999+Y*0,971972

(18)

Katarina Hallén

Samhällsbyggnadsprogrammet 120 p Institutionen för samhällsbyggnad

Luleå Tekniska Universitet

17 Höjd, nivå och djup

Luleå hamn har kravspecificerat att vid mätning av höjd/djup ska samtliga nivåer utgå från rikets höjdsystem 1900, RH00. Systemet används som standard i Geo arkivet och användes vid Luleå hamns lodningar och inmätningar i samband med utbyggnad av Stålverk 80. Med nivå avses höjden, Z, i RH 00 och anges i ± meter.

Med djup avses avståndet mellan rådande vattenstånd och botten eller jordlagerskikt och anges alltid positivt i meter. De angivna djupen i rapporten utgår från den referensyta som används av Luleå hamn, medelvattenytan år 2000 (MVY2000). MVY2000 ligger på ca -0,90 meter i höjdsystem RH00. Vattenståndet varierar ca ± 1 meter. Tillåtet leddjupgående i farleden idag är 11,0 meter.

I detta projekt är inte medelvattennivån av central betydelse utan man lägesbestämmer borrhålen utifrån fixa nivåer i RH00 och inte utifrån djupangivelser. Det har därför varit mycket viktigt att kolla av rådande vattenstånd varje morgon innan undersökningarna

påbörjats för att kunna omvandla djup från borriggen till nivåer. Vattenytan har räknats som 0 vid borrningarna.

(19)

Katarina Hallén

Samhällsbyggnadsprogrammet 120 p Institutionen för samhällsbyggnad

Luleå Tekniska Universitet

18 Exempel:

.

Pegel

Vattenståndet för dagen visar +0,30 meter dvs. -0,60 enligt RH00. Innan borrningen påbörjas mäter man höjden mellan arbetsbryggan och vattenytan (bild på sidan 18). Denna höjd samt foderrörets överkant räknas bort vid redovisningen tillsammans med 0,30 som var dagens vattenstånd.

Omvänt lägger man till aktuellt värde vid lågvatten.

(20)

Katarina Hallén

Samhällsbyggnadsprogrammet 120 p Institutionen för samhällsbyggnad

Luleå Tekniska Universitet

19 3.2.2 Geotekniska förhållanden i farled och hamnområde

Vitfågelskärspassagen – Undergrunden består av isälvsmaterial med stora mäktigheter sand eller grus som huvudfraktioner. Omfattningen av lösa sediment är begränsad. Muddringar har genomförts inom denna del av farleden i flera omgångar och merparten av bottnarna är tillskapade under de senaste 50 åren. Från den geotekniska inventeringen kan ses att det finns ca 30 borrpunkter i området utförda i tidigare skeden.

Farled mellan Vitfågelskärspassagen och Klubbnäspassagen – Undergrunden består troligtvis av isälvsmaterial med stora mäktigheter sand och grus som huvudfraktioner.

Omfattningen av lösa sediment är oklar men förekommer. Inga muddringar har genomförts inom denna del av farleden då alla bottnar har ett naturligt djup över 13 meter. Det finns väldigt få undersökningspunkter på denna delsträcka.

Klubbnäspassagen – Undergrunden består till helt övervägande del av finsand eller sand.

Omfattningen av lösa sediment är begränsad. Muddringar har genomförts inom denna del av farleden i flera omgångar och alla bottnar är tillskapade under de senaste 50 åren. Sedan tidigare finns ca 90 borrpunkter i området.

Farled mellan Klubbnäspassagen och hamn- och vändbassänger – Denna del indelas i huvudsak i två delområden, ett med isälvsmaterial och ett med moränjord. Lokalt finns även på några ställen berg i farleden.

• Sand – Närmast Sandön och Klubbnäspassagen dominerar sand och grus som

huvudfraktioner. Från perioden 1959-1961 finns ett stort antal borrpunkter i området.

Hamnbassäng &

vändbassänger Farled

Klubbnäspassagen

Farled Vitfågelskäret

(21)

Katarina Hallén

Samhällsbyggnadsprogrammet 120 p Institutionen för samhällsbyggnad

Luleå Tekniska Universitet

20

• Morän – Den övriga delsträckan har en undergrund som består av moränjord. Sten – och blockinnehåll är av särskild vikt att känna till. Ca 400 borrpunkter finns sedan tidigare.

• Berg – Förekommer på en delsträcka utanför Björnhällan (Sandöns norra sida) samt på södra sidan där farleden går in mot Malmhamnsbassängen. Omfattningen av berg inom den framtida farleden har bedömts som mycket liten. En bergsprängning har tidigare ägt rum lokalt utanför Björnöhällan.

Omfattningen av lösa sediment är begränsad. Det finns en del naturliga bottnar men den största delen av bottnarna på sträckan är muddrade.

Farled vid/samt hamn – och vändbassänger –

• Farled – Undergrunden består i huvudsak av moränjordar men lokalt finns bergklackar och områden med isälvsmaterial.

• Bassäng Malmhamnen – Undergrunden består huvudsakligen av moränjordar.

• Bassäng Victoriahamnen – Undergrunden består huvudsakligen av moränjordar.

• Bassäng Uddebohamnen - Undergrunden består huvudsakligen av moränjordar.

• Vändplats – Undergrunden består av mäktiga lösa, finkorniga sediment ner till nivå minst -15 meter.

Lokalt förekommer sandavlagringar och lösare sediment ovanpå de fastare jordarna.

Hamnområdet har utökats och förbättrats genom muddringar och bergsprängningar vid flera tillfällen. En del naturliga bottnar förekommer men största delen är muddrad eller sprängd.

I bilaga 1 finns den jordartstolk som tagits fram för detta projekt.

Malmhamn

(22)

Katarina Hallén

Samhällsbyggnadsprogrammet 120 p Institutionen för samhällsbyggnad

Luleå Tekniska Universitet

21 3.2.3 Geotekniska undersökningsmetoder

Resultaten av samtliga geotekniska undersökningar kommer att användas i en 3D- modell som möjliggör beräkningar och visualisering av de geotekniska förhållandena i farleden. Det i sin tur kommer att användas till mängdberäkningar och kostnadsuppskattningar för både miljöprövningar och planerade muddringsarbeten.

OLEX heter ett norskt fiskeprogram som har använts för att skanna av botten och kunna bilda sig en uppfattning om vilka massor det rör sig om. Hela farleden är skannad av Lennart Sandberg på Luleå Hamn under sommaren 2009.

(www.olex.no)

Vid sondering och provtagning i jordlager under vatten används normalt foderrör för att stabilisera borrstängerna och skydda jordproverna från strömmar under vattnet. Man kan t e x få problem när man stöter på sprängsten från tidigare muddringar.

(23)

Katarina Hallén

Samhällsbyggnadsprogrammet 120 p Institutionen för samhällsbyggnad

Luleå Tekniska Universitet

22 Sonderingar:

Viktsondering (Vim) används huvudsakligen i lösa till medelfasta sten- och blockfattiga jordarter för bestämning av jordlagerföljd och relativ fasthet.

Hejarsondering (Hfa) mäter jordens fasthet genom hejarslag som erfordras för att sonden ska sjunka 20 cm. Lämplig i friktionsjordar såsom sand och morän.

Jord – bergsondering (Jb) används för att bestämma gränsen mellan jord och berg. Kan även användas för att bestämma blockförekomst i huvudsakligen moränjord samt förekomst av sprickor eller krosszoner i berg. Har använts med tryckluft vid undersökningarna.

Borrkrona för Jb - sondering.

Provtagningsmetoder:

Störd provtagning (skruvborrprovtagning, Skr), jordlagerföljden är orörd men med förändrade mekaniska egenskaper.

Ostörd provtagning (kolvprovtagning, Kv), jordlagerföljden är orörd med bibehållna mekaniska egenskaper. I laboratorium bestäms jordens hållfasthets – och

deformationsegenskaper.

3.2.4 Borrprogram

De geotekniska undersökningarna har begränsats geografiskt till ± 200 meter från Sandöledens mitt, från Uddebo hamn till Vitfågelskär och hamnbassänger.

I följande tabell sammanställs borrprogrammet med kompletterande kommentarer.

(24)

Katarina Hallén

Samhällsbyggnadsprogrammet 120 p Institutionen för samhällsbyggnad

Luleå Tekniska Universitet

23 Område Vim Skr Hfa Jb2 Kommentarer

Vitfågelskäret 4 4 - - Små muddermängder. Begränsade djup.

Klubbnäset/Klubbviken 13 13 - - Minsta mudderdjupen Farled Malmhamnen/

Klubbviken

9 12 15 30 Största muddermängderna. Medelschakt 0,95 m.

Del morän: Sondering till mellan 3,5 och 4 meters djup i jorden under farleden. Viktigt att sondera till ca 2 meter under framtida farledsdjup för att vara på den säkra sidan. C/C ca 400 meter mellan punkterna.

Del troligt berg: Viktigt att aktiv design av handläggande geotekniker sker när valet av sonderingspunkter avgörs.

Sonderingar till minst 3 meter under ett framtida farledsdjup. Vid berg måste berget sonderas till minst 3 meter i bergmassan.

Farled vid

hamnbassängerna

- 3 13 13 Rätt stora muddermängder.

Medelschakt ca 0,8 m. Sondering till mellan 3,5 och 4 meters djup i jorden under farleden. Viktigt att sondera till ca 2 meter under framtida farledsdjup för att vara på den säkra sidan. C/C ca 400 meter mellan punkterna.

Bassäng Malmhamnen - 2 5 5 Mycket små muddermängder.

Sondering till mellan 3,5 och 4 meters djup i jorden under farleden. Viktigt att sondera till ca 2 meter under framtida farledsdjup för att vara på den säkra sidan. C/C ca 200 meter mellan punkterna.

Bassäng

Victoriahamnen

- 2 5 5 Mudderdjup ca 1 meter. Sondering till mellan 3,5 och 4 meters djup i jorden under farleden. Viktigt att sondera till ca 2 meter under framtida farledsdjup för att vara på den säkra sidan. C/C ca 200 meter mellan punkterna.

Bassäng

Uddebohamnen

- 2 5 5 Mudderdjup ca 1 meter. Sondering till mellan 3,5 och 4 meters djup i jorden under farleden. Viktigt att sondera till ca 2 meter under framtida farledsdjup för att vara på den säkra sidan. C/C ca 200 meter mellan punkterna.

Vändplats 12 2 - - Stora muddermängder. C/C ca 200 meter mellan punkterna.

Summa 38 40 43 58

(25)

Katarina Hallén

Samhällsbyggnadsprogrammet 120 p Institutionen för samhällsbyggnad

Luleå Tekniska Universitet

24 3.2.5 Jordprovshantering

I det framtagna borrprogrammet finns 40 stycken provtagningspunkter fördelade över farleden och hamnområdet, i det sammanfattade borrprogrammet redovisas även var

provtagningspunkterna är lokaliserade. Alla upptagna jordprover har hanterats, dokumenterats och förvarats som om de vore miljöprover. Alla prover har varit märkta med var de är tagna, på vilken nivå och dessutom har en okulär besiktning gjorts. Tyréns har haft ansvaret för den primära hanteringen och dokumenteringen av proverna. WSP har bedömt vilka jordprover som ska analyseras och analyserna har utförts av MRM Konsult i Luleå. Syftet med jordprovtagningen har varit att få veta mer om sammansättningen av materialen samt ev.

föroreningar, inför deponeringen av muddermassorna.

3.2.6 Erfarenheter från de geotekniska undersökningarna

Mikael Wiström på Tyréns i Luleå var en i teamet som utförde provborrningarna i farleden.

Enligt honom var arbetet lite speciellt i början innan teamet hade hunnit arbeta ihop sig och hittat metoder och rutiner. I början visste man inte heller hur isen eller båten skulle bete sig vid borrningen och allt detta gjorde att arbetet tog lite längre tid. Men allteftersom tiden gick flöt arbetet på allt bättre och Mikael tycker att i det stora hela har proceduren gått mycket bra.

Noggrannhet har också varit en viktig faktor, alla har fått tänka efter innan de gjort något, exempelvis skarvat. Ett tappat borrstål är och förblir borta.

Något annat som stuckit ut lite under arbetet har varit de extramoment man haft, t.ex.

användningen av foderrör. I vatten har man inget mothåll som man har när man borrar i jord och därför har man behövt foderrören för att stabilisera och styra borrstången. Mikael Wiström menar att det gått bra att följa borrplanen men att man ibland fått komplettera i en del områden när resultatet inte blivit som förväntat.

När det gäller jordprovtagningen har inte metoderna varit fastlagda från början utan man har fått prova sig fram för att hitta vad som fungerar. Kannprovtagare och genomströmmare har testats men det som visade sig vara bästa metoden var den s.k. Ekman huggaren (se bilaga 2).

Metoden användes både till att kunna bedöma materialtyp samt ta upp material från den översta bottnen för analys. Man har under provtagningen upplevt att det varit tämligen lätt att få upp prover från de översta lösa bottenlagren men att man kanske saknat en bra metod för att få upp jord från de lite fastare lagren längre ner.

I vändbassängen var tanken från början att man skulle ta ostörda prover med kolvprovtagare i tre punkter på nivåerna 1 och 3 meter under bottennivån för att göra rutinanalys. Dock visade det sig att på 1 meters nivån innehöll proverna en alltför stor andel vatten. Därför valde man att ta proverna på nivåerna 2 och 3 meters djup från botten istället. Utöver det har

kolvprovtagningen fungerat relativt bra enligt Mikael Wiström.

(26)

Katarina Hallén

Samhällsbyggnadsprogrammet 120 p Institutionen för samhällsbyggnad

Luleå Tekniska Universitet

25

4 Diskussion och reflektioner

När jag pratat med personer som på ett eller annat sätt haft med de geotekniska

undersökningarna i projektet att göra, får jag en positiv bild av det hela och geoteknikdelen känns som en välfungerande och framgångsrik del i det stora projekt det kommer att bli att muddra Sandöleden. Att ha kunnat utföra undersökningarna på vintern istället för att behöva vänta till sommaren har bidragit till effektiviteten vilken ju alltid eftersträvas i projekt.

Under den dagen vi fick följa med ombord på Victoria fick vi se borrningarna i praktiken. Det var bland de sista dagarna undersökningarna pågick och teamet hade då arbetat i nästan två månader tillsammans. Vid det laget hade man redan hunnit stöta på svårigheter och komma på sätt hur man skulle lösa dem. Arbetet flöt på smidigt, rutiner satt och alla som var med och jobbade verkade ha sin givna roll. De geotekniska undersökningarna verkar till stor del ha gått ganska smärtfritt till och de faktorer som skiljt sig åt från ”vanlig” borrning i jord är ju även de som gjort arbetet unikt.

Då metoden man använt inte finns dokumenterad sedan innan, fick jag påbörja arbetet med att samla in och sålla i det material jag kommit över. Mitt arbete med denna rapport har dock underlättats av flera saker, ett eget genuint intresse, ett gediget förarbete i form av förstudie och annat smått och gott där mycket kunskap finns samlad samt många tillmötesgående människor som svarat på frågor och hjälpt mig vidare. Det känns väldigt roligt och inspirerande för någon som just tagit ett kliv in i branschen.

Något som funnits väldokumenterat är foton från när ombyggnationen av Victoria ägde rum.

Jag är mycket tacksam att jag fått låna dessa foton av Luleå Hamn och använda dem i arbetet.

Det har gett en bra bild av hur ombyggnationen gått till då man inte varit med på plats. Rätt utrustning, rätt personer och, naturligtvis, en kreativ idé och nytänkande är förutsättningar som möjliggjort ett lyckat resultat i projektet.

Detta arbete omfattar 7,5 högskolepoäng vilket gör det relativt litet. När man arbetar kring ett ämne och engagerar sig i det vaknar alltid nya frågor och en lust att fördjupa sig ännu mer, därför har det varit en utmaning att skriva på ett övergripande sätt och se till att alla relevanta delar omnämnts.

Muddringen hoppas man kunna påbörja 2012-2013 och än återstår mycket arbete innan

processen är klar och själva muddringen kan köra igång. Att skriva om ett projekt som ännu är i ett relativt tidigt skede kan ha sina svårigheter. Man har inte facit i hand och ibland har det känts som att saker fortfarande hängt i luften, ibland har det helt enkelt varit svårt att veta i vilket tempus jag ska skriva. Jag hoppas dock att jag lyckats knyta ihop säcken och att mitt examensarbete har blivit den intressanta och lättlästa beskrivning jag tänkte mig när jag började.

(27)

Katarina Hallén

Samhällsbyggnadsprogrammet 120 p Institutionen för samhällsbyggnad

Luleå Tekniska Universitet Referenser

Luleå kommuns hemsida med länk till Luleå hamn. www.lulea.se/hamnen.

Rosén, Håkan. Geoteknik inför muddring av farled- program jordprovshantering. Luleå 2010-03-29

Tillväxtverkets projektbank. www.public.tillvaxtverket.se/sb/d/1328/a/9157

WSP Luleå. Förstudie av fördjupning av inseglingsled till Luleå hamnområde (Sandöleden).

2009

Fotografier - Privata samt från Luleå Hamns arkiv.

(28)

Katarina Hallén

Samhällsbyggnadsprogrammet 120 p Institutionen för samhällsbyggnad

Luleå Tekniska Universitet Bilaga 1.

Projektstandard avseende jordartsindelning

Jordart Projektstandard Luleå Hamn: 2009 Dy/lera Organisk jord/lera

Finkorniga sediment (lös)

Jord som sedimenterat i vatten och avsatts på botten. Kohesionsjord av silt – och lerfraktioner

Grovkorniga

sediment (fast) Jord som sedimenterat i vatten och avsatts på botten. Grov silt, sand och grus

Morän Jord som transporterats under, i eller på en landis och har avsatts på platsen vid isens smältning. Samtliga fraktioner. Sten – och blockhalten varierar.

Berg (λ) Berg i den betraktelsen att den måste sprängas vid schakt.

(29)

Katarina Hallén

Samhällsbyggnadsprogrammet 120 p Institutionen för samhällsbyggnad

Luleå Tekniska Universitet Bilaga 2.

Ekman huggare

(www.swedaq.se)

References

Related documents

Värdet med att ha tillgång till stratigrafiska uppgifter ur en nationell databas med geo- tekniska undersökningar kan uppskattas med utgångspunkt från kostnaden för insamling

Övrigt invändigt - Det noterades delvis golvlutning och knarr i golv / bjälklag vilket är vanligt förekommande i äldre

Det noterades några mindre sprickförekomster , vissa putsskavanker samt mindre bomputs vilket är vanligt förekommande för liknande konstruktioner... Fönstren är delvis

Results - Running and Field Events Finals .... Ignatius Col

Släppa gasen vid rött för att rulla, och när man kommer fram har det hunnit slagit om till grönt, är basic och kräver ingen raketforskare för att räkna ut.. Om det däremot

Results - Running Events

FRAMHÅLLER hur viktigt det är att IHR genomförs fullt ut och BETONAR att följande förslag till åtgärder, bland annat vad gäller översynen av IHR kan övervägas och ligga

[r]