Kallioleikkausten suunnitteluvaiheessa toteutettavat geologiset- ja kalliotekniset tutkimukset

Abstract

Liikenneviraston nykyisissä tiekallioleikkausten suunnitteluohjeissa suunnittelualueella ennen rakentamisvaihetta suoritettavia tutkimuksia on käsitelty vain pintapuolisesti, ja ohjeiden minimivaatimuksen eivät edellytä kallioperän geologisten ja kallioteknisten ominaisuuksien selvittämistä. Kallioperän ominaisuuksilla voi kuitenkin olla vaikutusta kallioleikkauksen toiminnallisuuteen ja liikenneturvallisuuteen, minkä johdosta Liikenneviraston aikomus on laatia tarkempi ohjeistus kallioleikkausten suunnitteluvaiheessa tehtävistä tutkimuksista.

Tämän työn tavoitteena oli kehittää Liikennevirastolle esitys kallioleikkauksille suoritettavista geologisista ja kallioteknisistä tutkimuksista jota voitaisiin käyttää pohjana uuden ohjeistuksen laadinnassa. Työssä käytiin läpi Ruotsissa ja Norjassa käytettyjä kallioleikkausten suunnitteluohjeistusta ja verrattiin niitä Liikenneviraston ohjeistukseen, sekä verrattiin Liikenneviraston ohjeistusta Tielaitoksen selvitykseen johon ne osittain perustuvat. Lisäksi työssä suoritettiin pilottikohteiden tarkastus, jossa tutkittiin rakennettujen ja rakenteilla olevien kallioleikkausten suunnittelun ja rakentamisen ohella tehtyjä tutkimuksia ja kallioleikkausten toteutusta, sekä selvitettiin miten rakennusprojekti oli onnistunut.

Liikenneviraston ohjeistuksen kalliolle tehtäviä tutkimuksia käsittelevän osion havaittiin olevan vähemmän yksityiskohtainen kuin muiden vertailtujen ohjeistuksien vastaavat osiot. Pilottikohteiden tarkastelun perusteella pääteltiin myös, että kallioperän ominaisuuksilla on merkittävä vaikutus kallioleikkauksen toiminnallisuuteen ja että puutteelliset tutkimukset suunnitteluvaiheessa voivat johtaa alkuperäisiin suunnitelmiin kuulumattomiin lisätoimenpiteisiin ja kustannusten kasvuun.

Pilottikohteista tehtyjen havaintojen ja kohteiden tarkastelun yhteydessä tehtyjen haastatteluiden perusteella laadittiin esitys tutkimuksista jotka koettiin tarpeellisiksi selvittämään kallioleikkauksen suunnitteluvaiheessa ne ominaisuudet jotka vaikuttavat leikkauksen toiminnallisuuteen ja lujitustoimenpiteiden tarpeeseen. Havaintojen perusteella tärkeimmät tutkittavat tekijät ovat kallion rakojen ja muiden epäjatkuvuuspintojen suuntaus ja esiintymistiheys.

The Finnish Transport Agency’s current instructions on the design of road rock slopes detail the investigations performed prior to the construction phase in only a cursory manner, and the minimum requirements of the instructions do not require determination of geological and rock mechanical properties of the bedrock. The characteristics of the bedrock may however have an impact on traffic safety and the functionality of the rock slope. For this reason the Finnish Transport Agency intends to draw up more detailed guidelines on investigations that are to be carried out during the design phase pf rock slope construction.

The aim of this study was to develop a proposal for geological and rock mechanical studies that could be used by the Finnish Transport Agency in the drafting of new guidelines. The work compared the rock slope design instructions used in Norway and Sweden to the ones in use in Finland, as well as the current Finnish instructions to the proposal they were partly based on. In addition, pilot observations were carried out to study the investigations performed during the design and construction of rock slopes in Finland and the execution of such projects, as well as determining the success of the construction projects.

The study concluded that the guidelines concerning investigations during rock slope design currently used by the Finnish Transport Agency were less detailed than equivalent sections of the other instruction that were studied. Based on observations from the pilot sites it was also concluded that the properties of the bedrock can have a significant impact on the functionality of rock slopes and inadequate investigation at the design stage may lead to additional work during or after the construction phase and increase in costs.

Based on the observations from the pilot sites, as well as interviews carried during the study of the pilot sites, a proposal was made of the investigations that were considered necessary to identify factors that affect the need for reinforcements and the functionality of the finished rock slope during the design phase. Based on the observations the most important factors were the orientation and frequency of occurrence of cracks and other discontinuities in the rock mass.