Bedrock investigations in estimation of excavability of underground spaces

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Date
2004
Major/Subject
Taloudellinen geologia
Mcode
Mak-33
Degree programme
Language
fi
Pages
90
Series
Abstract
Bedrock investigations for rock excavation projects are mostly done for locating and rock mechanical design of the underground spaces. Investigations made for estimating the excavability are not as common. The aim of the study was to clarify the main problems related to rock excavation and to find out investigation methods suitable for predicting and defining more accurately the difficult rock conditions to be encountered during construction. The adequacy and quality of bedrock data, which is available for pricing a tender, was also examined. The study can be applied to the Finnish Precambrian bedrock or to other hard crystalline rocks which are situated in a cold climate and where the drill and blast -method is applied to rock excavation. This study deals with the geological factors that affect excavability, bedrock investigations and methods that can be used to predict excavability of the rock mass. The problems that occur during excavation and the reasons for them were clarified by a questionnaire study and example projects. This study also includes a comparison, which indicates the amount of investigations done in underground projects. The findings of this study indicate that the fractured and weathered rock and a sudden change of the rock conditions cause the most severe problems. Bedrock investigations, that are carried out today, aren't sufficient and accurate enough to detect the geological factors that affect excavability. The quality of data, which is available for tendering, vary quite much and in some examined cases inadequate for estimating the rock excavability.

Kalliorakennushankkeissa kallioperätutkimuksia tehdään nykyään pääasiassa tilan asemointia ja kalliomekaanista suunnittelua silmällä pitäen ja kallion louhittavuuden arvioimiseksi tehdyt tutkimukset ovat jääneet vähemmälle. Tämän työn tavoitteena oli selvittää, mitä ongelmia louhinnan aikana ilmenee ja millaisia kallioperätutkimuksia tulisi tehdä, jotta vaikeat louhintaolosuhteet pystyttäisiin paremmin ennakoimaan. Lisäksi oli tarkoitus ottaa kantaa urakkalaskennassa käytettävissä olevan kallioperätiedon riittyvyyteen. Työ on rajattu koskemaan Suomea ja muita kylmässä ilmanalassa sijaitsevia Prekambristen, pääasiassa kovien kivilajien muodostamia kallioperäalueita. Louhittavuutta on käsitelty poraus-räjäytys -menetelmän näkökannalta. Työssä on käsitelty louhittavuuteen vaikuttavia kalliotekijöitä, kallioperätutkimuksia ja louhittavuuden arvioinnissa käytettäviä menetelmiä. Kyselyn ja esimerkkikohteiden avulla on selvitetty louhinnassa ilmeneviä ongelmia ja niiden syitä. Kalliorakennushankkeissa tehtävien kallioperätutkimuksien määrän kartoittamiseksi joidenkin kohteiden tutkimusmääriä on verrattu kohteiden tilavuuksiin ja pinta-aloihin. Tehtyjen selvitysten perusteella louhinnassa esiintyy eniten ongelmia, jotka johtuvat ennakoimattomasta kalliolaadun muutoksesta tai arvioitua voimakkaammasta kallion rakoilusta, rikkonaisuudesta tai rapautuneisuudesta. Kalliorakennuskohteissa tehtävillä tutkimuksilla ei havaita riittävän hyvin louhittavuuteen vaikuttavien kalliotekijöiden ominaisuuksia, eikä niiden vaihtelua kallioperässä. Louhintaurakoitsijalla urakkalaskentavaiheessa käytettävissä olevan aineiston laatu vaihtelee erittäin paljon ja joissakin käsitellyissä esimerkkitapauksissa aineiston perusteella olisi ollut hyvin vaikea tehdä päätelmiä kallion louhintaominaisuuksista.
Description
Supervisor
Laine, Eevaliisa
Thesis advisor
Anttila, Pekka
Keywords
excavability, louhittavuus, bedrock investigations, kallioperätutkimukset, geological factor, kalliotekijä, excavation costs, louhintakustannukset
Other note
Citation