Modul F3.201: Ordna steinlag, sidesikring – Utførelse

Denne modulen forutsetter at

• du har satt deg inn i overordnet informasjon gitt i fase 3: Utførelse av tiltak mot flom og erosjon.
• sikringstiltaket er planlagt og prosjektert etter tilhørende moduler
  
  • modul F2.201: Ordna steinlag, sidesikring – Prosjektering
  • modul F4.200: Erosjonssikring med stein – Forvaltning, drift og vedlikehold.

Anleggsutførelse er også beskrevet i kapittel 9.2 i Vassdragshåndboka. Figur 1 viser ferdig tiltak i Jørstadelva i Snåsa kommune.

For ordna steinlag, sidesikring benyttes velgraderte, også kalt samfengte, sprengte steinmasser. Krav til steinmasser står beskrevet i prosjekteringsgrunnlaget, se også modul F2.201: Ordna steinlag, sidesikring – Prosjektering.

Kontroll av steinmasser

Det er viktig at steinmassene som leveres på anlegget samsvarer med kravene til steinmassene som står beskrevet i prosjekteringsgrunnlaget. Det anbefales at det gjennomføres en visuell kontroll av steinmassene i steinbrudd. I steinbruddet er det viktig å ha dialog med leverandør om sortering og lasting av steinmasser. Vår erfaring er at hvis man går igjennom kravene til steinmasser med gravemaskinfører som laster steinmassene, og forklarer hvorfor rett gradering er viktig for prosjektet, så blir leveransen god, og man oppnår den kvaliteten som er beskrevet i prosjekteringsgrunnlaget.

De topografiske forholdene er avgjørende for hvordan sikringstypen ordna steinlag, sidesikring bygges. Bratte elveskråninger med store høydeforskjeller og stor vanndybde gir større utfordringer enn slakere elveskråninger med mindre høydeforskjeller og mindre vanndybder.

Elveskråning med stor høydeforskjell mellom topp og bunn

Ved utlegging av steinmassene må anleggsveien bygges ned til elveløpet, dette fordi man ikke kommer ned til djupålen av elva fra elvekanten. Langs kanten av anleggsveien mot elvesiden bør det legges opp en liten steinranke for å markere ytterkanten, som gir en ekstra sikkerhet for maskinfører. Før man bygger anleggsveien, skal man gjøre en sortering av steinmasser. Man sorterer ut stor stein fra de velgraderte steinmassene til bruk i foten på anleggsveien. Ved utførelsen bør man legge stor vekt på å bygge en solid fot, enten med fotgrøft eller sikringstå.

Foten er fundamentet til sikringstiltaket, og NVEs erfaring viser at de aller fleste skader på sikringstiltak skyldes undergraving av fundamentet. Dette skjer på grunn av stor vannhastighet i djupålen inn mot sikringsmassene, og den horisontale erosjonskraften fører til at bunnen senker seg, og steiner raser ut.

Forandringer i elvebunnen som følge av erosjon er også ofte en årsak til at fundamentet får skader. Elvebunnen senkes/blir undergravd og fundamentet kollapser.

På store vanndybder går det med mye stein, og den mengden stein som benyttes til anleggsveien vil ofte være det dimensjonerende volumet av stein for sikringstiltaket. Det er utfordrende, til dels umulig å grave fotgrøft i elver med stor dybde. Gravemaskinen har ikke tilstrekkelig rekkevidde ved store dyp. Når det ikke er mulig å bygge fotgrøft, blir tåa på sikringsanlegget avgjørende for en solid fundamentering. Se figur 3 og video 1 for eksempel. Ved bygging av tåa legger gravemaskin ut stor stein enkeltvis og presser stor stein ned mot elvebunnen med gravemaskinskuffa. Skuffa brukes også til å dytte stor stein så langt ut som mulig i elveprofilet. Her er det en fordel at maskinfører er erfaren med slik type arbeid, da man i de aller fleste tilfeller ikke ser steinen som blir lagt i elvebunnen.

Det er ofte fundamentet som ryker ved skader på sidesikring med ordna steinlag. I dype elver med bratt elveskråning vil det være utfordrende å bygge et solid fundament, da det i de fleste tilfeller vil være umulig å bygge en fotgrøft. Det å legge en ekstra innsats i å bygge en solid sikringstå med stor stein vil lønne seg i lengden. 

Video 1: Filmen viser detaljer og arbeidsprosess for bygging av anleggsvei (Video: NVE, YouTube).

Ferdig legging av ordna steinlag

For tekniske anbefalinger til sikringstypen ordna steinlag, sidesikring, se modul F2.201: Ordna steinlag, sidesikring – Prosjektering. Ferdig lagt sikring er vist i prinsippskissen i figur 4, video 2 og på bilde i figur 5.

Video 2: Filmen viser detaljer og arbeidsprosess for ferdig legging (Video: NVE, YouTube). 

Etter at anleggsveien er lagt langs hele strekningen som skal sikres, trekker gravemaskinen seg gradvis tilbake samtidig som den former tiltaket i henhold til anvisningene i prosjekteringsgrunnlaget. Den øvre delen av skråningen blir sikret ved at steinmasser fra anleggsveien brukes som steinlag. Hele sikringslaget formes til det profilet som er angitt i prosjekteringsgrunnlaget. I denne prosessen gjøres sortering av steinmassene og størst stein plasseres hvor erosjonskreftene er størst. Husk at fundamenteringen av tiltaket blir utformet ved bygging av anleggsveien, og det er få eller ingen tilpasning av fundamenteringen i den videre arbeidsprosessen. Sikringslaget dekkes med vekstjord i nivået over vannstand ved middelvannføring.

Elveskråning med liten høydeforskjell mellom topp og bunn

Er det tilkomst på elvekanten og skråningshøyden er moderat, kan sikringsmassene legges ut fra toppen av skråningen og du trenger ikke å bygge anleggsvei i elveløpet. Sikringstiltaket utformes samtidig som massene transporteres inn og tippes på toppen av skråningen. Ved moderate skråningshøyder, det vil si de som er innenfor gravemaskinens rekkevidde, graver du fotgrøft fortløpende og gravemassene legges i elveløpet eller i erosjonssår i elvekanten. Se figur 6 for prinsippskisse og figur 7 med eksempel.

Det må ofte ryddes en trase for anleggsveien for å komme til elvekanten eller bekkeravinen som skal sikres. Ut fra hensyn til naturmiljøet skal du fjerne minst mulig av eksisterende skog og vegetasjon.

Skogrydding

Skogen som felles kan man flise, kjøre bort eller legge til side for henting, se figur 8. Dette må byggherre avklare før oppstart. Skogrydding skjer ved hogstmaskiner eller manuelt.

Ved å bygge anleggsveien i elva og ikke på land, fører til mindre skogrydding og mindre inngrep på land.

Eksisterende vegetasjonsdekke

Hvis det eksisterende vegetasjonsdekket skal tas vare på, må dette tas opp og deponeres midlertidig. Det kan for eksempel brukes som vegetasjonsetablering på sikringen. For mer om dette se modul F0.101: Miljøtilpassing av sikring i vassdrag. I kvikkleireområder må deponiområde avklares med geotekniker. 

Plassering og bygging av sikringstypen ordna steinlag, sidesikring vil bli påvirket av stedlige grunnforhold, spesielt innenfor kvikkleireområder. For all info tilknyttet sikringstiltak i kvikkleireområder se tema kvikkleireskred i sikringshåndboka.

I kvikkleireområder er det strenge krav til plassering og bygging av sikringstiltak i vassdrag og det kan være utfordrende å skaffe seg adkomst ned til vassdraget. En anleggsvei ned til et vassdrag må ikke plasseres på en slik måte at den forverrer stabiliteten i området. En forverring i stabilitet kan utløse større kvikkleireskred.

Eksempel på plassering av anleggsvei, se også figur 9 og modul K0.001: Anleggsvei og riggområde i kvikkleireområder:

• Det er viktig å velge en god trasé for å bygge en anleggsvei ned ei elveside i et kvikkleireområde. Feil valg av trasé ned bratte skråninger kan i verste fall forverre stabiliteten så mye at det utløser initialskred som kan utvikle seg til et større kvikkleireskred. Dette på grunn av egenvekten til steinmassene og vekten til lastebilen med fullt lass.
• Teknisk løsning må alltid kontrolleres og godkjennes av geotekniker og følges opp under bygging. Man bør alltid prøve å finne løsning hvor anleggsveien ligger i lavpunkt eller i slakt terreng. Unngå store høydeforskjeller. Dette gjelder tiltak innenfor hele kvikkleiresonen som er aktuell.

Eksempel på bygging av anleggsvei langs elveside som vist i figur 10:

• Bygging av anleggsvei i skråning ned mot elv forverrer stabiliteten på grunn av egenvekt av steinmasser og lastebil med fullt lass. Ved feil utførelse kan det utløse initialskred som kan utvikle seg til et større kvikkeleireskred.
• Teknisk løsning må alltid prosjekteres, kontrolleres og godkjennes av geotekniker og følges opp under bygging. Ofte bygges anleggsveien på et lavt nivå ned mot elva slik at det ikke oppstår for store høydeforskjeller. Steinmasser må legges et godt stykke ut i elva for å oppnå tilstrekkelig stabilitet og for å hindre bunnerosjon med påfølgende bunnsenking. Dette gjelder tiltak innenfor hele kvikkleiresonen som er aktuell. 

Teknisk løsning er avhengig av beliggenheten til kvikkleira, andre grunnforhold, topografiske forhold, vannføring og flomstørrelser. Ferdig legging følger prinsippet som beskrevet i avsnittet "Ferdig legging ordna steinlag, sidesikring" tidligere i denne modulen. Alle anleggsveier, midlertidige deponier og detaljprosjektering i kvikkleireområder skal godkjennes av geotekniker.

Flom

Sikringstiltak som bygges i og langs vassdrag må ta hensyn og ha beredskap i forhold til flomsituasjoner som kan oppstå i anleggsperioden:

Anleggsveien bør bygges på et nivå over stor vannføring eller flomnivå slik at anleggsveien ikke blir oversvømt og man blir nødt til å midlertidig stoppe anleggsarbeidene.

Lengden på anleggsperioden og tid på året kan være avgjørende for valgene som gjøres. Det finnes ingen fasit på dette, men i de fleste tilfeller bygges ikke anleggsveier slik at de kan benyttes ved stor vannføring eller i flomsituasjoner. Det er ofte billigere å bygge en lavere anleggsvei, fremfor å bruke betydelige ekstra steinmasser for å komme over flomvannstanden. Se figur 11 for eksempel. Ved stor vannføring eller flom stoppes anleggsarbeider. Ferdigstillelse av sikringstiltak i vassdrag bør helst skje ved middelvannføring eller ved lav vannstand. Da ser man bedre byggematerialene, steinmasser og vekstmasser, og det er lettere å justere utformingen på steinfyllingen.

Kryssing av vassdrag

Der adkomsten krysser et vassdrag, kan anleggsveien føre til forandring av de hydrauliske forholdene i vassdraget. Dette kan føre til nye uønskede skader, spesielt ved store vannføringer. Det må tas tilstrekkelig hensyn til dette og det må gjennomføres eventuelle tiltak som kan hindre skader ved flom i anleggsperioden. Se figur 12 for eksempel fra Lauvsneselva, hvor det ble bygget en svakhetssone i anleggsveien for bruddanvisning ved flom.

Ved kryssing av vassdrag hvor anleggsveien er hevet, eller hvor anleggsveien innsnevrer elveprofilet betydelig, må anleggsveien ha svakhetssoner/bruddanvisning som naturlig vil bryte sammen ved flom, slik at ikke anleggsveien demmer opp elva og forverrer flomsituasjonen.

Det er viktig å gjennomføre arbeidene til riktig tid i forhold til vannføring, grunnforhold og miljøhensyn. For de fleste anleggsoperasjoner i rennende vann bør perioder med høy vannføring eller flomvannføring unngås. Se Vassdragshåndboka kapittel 9.2.1 Tidsrom for utføring av arbeider i og langs vassdrag for mer informasjon.

Prosjektering og bygging av vassdragsanlegg byr på spesielle utfordringer sammenlignet med andre typer anleggsarbeid fordi en ofte må utføre arbeid i rennende vann, og fordi grunnforholdene i og langs vassdrag i mange tilfeller er dårlige. Du kan lese mer om dette modul F3.001: Adkomst for utførelse av sikringstiltak i vassdrag. Erosjon, flom, isganger og skredfare kan skape store utfordringer for sikkerhet under anleggsarbeidene. 

Vi anbefaler at prosjekterende og entreprenører vurderer følgende punkter:

• Hvordan skal maskinene komme til for å utføre arbeidet?
• Må det foretas utfyllinger i elva, eller må det foretas fyllinger og gravinger som kan svekke stabiliteten? Vurderes også for adkomst og transport. I kvikkleireområder er det ekstra viktig å ha sjekket ut at grave- og fyllingsarbeider ikke kan utløse ustabilitet og skred.
• Hvordan virker frost, tele og øvrige vinterforhold inn på arbeidet?
• Rør og kabler må kartlegges og kanskje graves opp og legges om.
• Høyden på en adkomstfylling i eller langs elva må vurderes ut fra forventet vannstand i elva.
• Risikoanalyse av anleggsarbeid må gjennomføres.
• Trenger du midlertidige tiltak mot flom?

Adkomst til sikringsområdet med sikringsmasser og hvordan disse blir brakt på plass i fyllingen, kan ha stor betydning for prosjekteringen. Spesielt ved korte sikringsanlegg, og eventuelt parseller, kan det være aktuelt å benytte tele/frost for utkjøring av stein til elvekanten, eventuelt påse at grunnmassene er såpass faste at de tåler transport uten tele. Steinmassene plasseres da i elveskråningen fra en gravemaskin på toppen av elveskråningen. Det må vurderes om terrenget tåler belastningen fra ansamling av steinmasser og gravemaskin på skråningstoppen med tanke på utglidninger/skred. Dette er spesielt viktig i kvikkleireområder.

Ved utkjøring av steinfylling i skråningsfot anbefales det å kjøre ut/legge ut massene mot strømmens retning. Da har du best kontroll på vannmassene og drivgods som kommer i elva. Ved lange elvestrekninger må det etableres snuplasser for lastebiler langs elveskråningen.

Du må tilpasse prosjekteringen og utførelsen ut ifra de stedlige forholdene. I områder med krevende stedlige forhold kan det i noen tilfeller bare finnes en måte å komme til med sikringsmassene. Hvis dette er tilfelle, må du tilpasse prosjekteringen av tiltaket til situasjonen. 

Krevende stedlige forhold kan føre til:

• Steinmasser må tilkjøres mot strømretningen, noe som er den anbefalte løsningen
• Steinmasser må tilkjøres i strømretningen, denne metoden krever høyere aktsomhet ved steinutlegging
• Steinmasser må tilkjøres fra motsatt elvebredd, dette krever høyere aktsomhet ved steinutlegging og er avhengig av kryssing av elva på lav/moderat vannføring

Avslutter du utfyllingen i medstrøms retning, vil vannstrømmen i hovedregel ha større mulighet for erosjon nedstrøms utkjørte masser. Ved å legge ut massene motstrøms, vil vannstrømmen stuves opp og danne roligere strømforhold enn normalt.

Hvis du må krysse elva fra motsatt elvebredd for å tilkjøre steinmassene, kan følgende punkter være viktig å vurdere:

• Lav vannføring ved gjennomføringen av tiltaket, slik at ikke anleggsmaskinene blir hindret ved stor vannføring eller flom ➜ sjekk aktuelle målestasjoner, værmelding, og vurder årstid for gjennomføring.
• Dumper må benyttes for transport av steinmasser, da de har høyere bakkeklarering og bedre manøvreringsmuligheter enn lastebil. Se figur 13 og 14 for eksempel.
• Avhengig av stabil elvebunn som tåler vekten av dumper pluss last ➜ sjekk om grunnboringer finnes, eventuelt gjennomføre prøvegraving i elva (sjakting) for å vurdere grunnforholdene.

Adkomst over myr

Hvis adkomsten til sikringsområdet skal bygges over myrområder, anbefales det å bruke stokkmatter med skyttermatter over for bæring av anleggsmaskiner. 

Ved bruk av stokkmatter blir fire matter brukt. Anleggsmaskin står på tre matter, og den fjerde er tilgjengelig til forflytting i ønsket retning. Plassen avgjør om man bruker hekk på maskina eller ikke.

Anleggsvei med fiberduk

Et alternativ til å bare bruke velgraderte steinmasser er å i større grad bruke fiberduk og eventuelt geonett med grovpukk i størrelsen 20–120 mm som bærelag. Dette øker kostnadene noe, men resultatet er en mye jevnere vei som trenger mindre vedlikehold. Dette vil igjen øke hastigheten på innkjøring av masser og raskere legging av veien. Mindre mengde steinmasser trengs for å ordne veien på grunn av at man reduserer lagtykkelsen, og veien er mye greiere å ta opp igjen ved avslutting av anlegget.

De forskjellige årstidene har alle sine fordeler og ulemper når det kommer til gjennomføring av sikringstiltak i og langs vassdrag. Tidspunkt for gjennomføring av tiltak i forhold til miljøinteresser er beskrevet i modul F0.101: Miljøtilpassing av sikring i vassdrag.

Vinter

Gunstig årstid for bygging av anleggsveier og utkjøring av masser på grunn av tele i bakken som gir stabile grunnforhold. Dette kan spare mye kostnader på bygging av anleggsveier. For å komme til vassdrag som ligger ved dyrka mark, kan man i veldig mange områder kjøre rett over marka ved tele i bakken. Ved store snømengder må man brøyte trase for anleggsveien slik at tela går dypt nok ned i bakken.

Vinteren er et ugunstig tidspunkt for å ferdigstille sikringsanlegg. Kulde gjør at steinmassene fryser sammen og er vanskelig å forme til ferdig sikring. Det kan også være mye snø og is som gjør ferdigstillelsen vanskelig. Ved kaldere enn 20–25 minusgrader bør anlegget stoppes. Stålet i anleggsmaskiner blir sprøtt, kan sprekke og pumper i hydraulikksystem blir defekt.

Vår

Gunstig årstid for å ferdigstille sikringstiltak hvor steinmassene allerede er utkjørt. Kan være ugunstig på grunn av vårflommen og generelt mye vann i vassdragene fra snøsmelting. Ugunstig å kjøre ut masser i bekkeraviner på grunn av bløte forhold som krever mer stein til anleggsveier.

Sommer

Gunstig årstid for å ferdigstille sikringstiltak hvor steinmassene allerede er utkjørt. Erfaringsmessig lite vann i vassdragene. Kan være gunstige forhold for å kjøre ut masser i bekkeraviner hvis det er lite vann i vassdraget.

Høst

Gunstig årstid for å ferdigstille sikringstiltak hvor steinmassene allerede er utkjørt. Kan være ugunstig fordi høsten er sesong med regnflommer og mye vann i vassdragene. Ved slike forhold er det ugunstig å kjøre ut masser i bekkeraviner på grunn av bløte forhold som krever mer stein til anleggsveier med mer. Hvis det er lite vann i vassdragene, er det gunstig å kjøre ut masser.

Arbeid med sikringstiltak i og ved vassdrag, vil medføre forskjellige risikomoment. Risiko er definert som produktet av sannsynligheten og konsekvensen ved en hendelse. Før du starter arbeidet, må arbeidsoperasjoner som medfører risiko identifiseres og risikoreduserende tiltak innføres. Slik kan du unngå ulykker, skader og uønskede hendelser.

Risikoreduserende tiltak bør utarbeides av de som utfører aktivitetene, og samhandling mellom aktørene er avgjørende. Du må komme frem til tiltak som er gjennomførbare, og som alle er innforstått med. Tekniske løsninger står ofte sentralt, men menneskelige og organisatoriske grep bør også inkluderes.

Under finner du en liste med aktuelle risikomomenter og eksempler på risikoreduserende tiltak for utførelse av ordna steinlag – sidesikring. Merk deg at listen ikke er komplett:

• Perioder med stor vannføring
  • Unngå typiske flomutsatte perioder i vassdraget slik som snøsmelteflom og høstflom
  • Følge med på varsler og etablere rutiner for å stoppe arbeidet
  • I regulert vassdrag: Dialog med regulant
• Anleggsvei i/langs elv
  • Markere ytterkant med stikker/refleks/kantstein
  • Etablere snuplass for å unngå lang rygging
  • Kontrollere for erosjon/setningsskader
• Jobbe på erosjonsutsatt elvestrekning
  • Skjerme gravestrekning for strømmende vann
  • Grave korte strekk av gangen
• Arbeid ved stor/dyp elv
  • Kontrollere dybde og bunnforhold med måleutstyr eller gravemaskin
  • Redningsbøye og kasteline skal være tilgjengelig
  • Flere personer på anlegget
  • Tilgang til båt
  • Bruk av redningsvest med manuell utløsning i maskiner
  • Kurs i elveredning for alle medarbeidere
• Snø/ising på anleggsvei
  • Bruke kjettinger, strø
• Maskinarbeid i bratt elv
  • Etablere trygge adkomster og flere "arbeidsplattformer" for stabil plassering av maskin
• Maskinstans i elv
  • Flere personer og god kommunikasjon gjennom radiosamband på anlegget

Nyttige verktøy er SHA-plan (sikkerhet-, helse- og arbeidsmiljøplan) utarbeidet under prosjekteringsfasen, NS 5815 Risikovurdering av anleggsarbeid fra Standard Norge, samt rutiner for SJA (sikker jobb analyser).

Video 3: Filmen viser detaljer og arbeidsprosess for legging av ordna steinlag (Video: NVE, YouTube). 

Disse modulene utdyper noen temaer som er relatert til denne modulen:

• Modul F0.101: Miljøtilpassing av sikring i vassdrag
• Modul F2.003: Belastninger fra is og drivgods på sikringsanlegg
• Modul F2.201: Ordna steinlag, sidesikring – Prosjektering
• Modul F3.001: Adkomst for utførelse av sikringstiltak i vassdrag
• Modul K0.001: Anleggsvei og riggområde i kvikkleireområder
• Modul K3.302: Erosjonssikring i kvikkleireområder – Utførelse 
• Modul F4.200: Erosjonssikring med stein – FDV

NorGeoSpec (2020) A Nordic system for certification and specification of geosynthetics and geosynthetic related products. Tilgjengelig fra: https://www.norgeospec.org/acms/ (Hentet: 27. mars 2020).

NS 5815 Risikovurdering av anleggsarbeid. (NS 5815:2006). Standard Norge.

NVE (2010) Vassdragshåndboka - Håndbok i vassdragsteknikk. red. Fergus, T, Hoseth, K. A, Sæterbø, E. Trondheim: Tapir Akademisk Forlag.