Modul S1.200: Mulige tiltak mot steinsprang

Denne modulen forutsetter at du har satt deg inn i

• overordnet informasjon gitt i fase 1: Planlegging av tiltak mot skred i bratt terreng
• modul S1.201: Steinsprang – Grunnlag for dimensjonering av sikringstiltak [kommer senere]

Det finnes flere typer sikringstiltak mot steinsprang. For å finne riktig tiltak må situasjonen og stabilitetsproblemet analyseres, og det utføres en grundig og helhetlig vurdering av behovet for tiltak og mulige konsekvenser. Den valgte løsningen bør i størst mulig grad ivareta krav til ønskt fremtidig sikkerhetsnivå, miljø og tiltenkt arealbruk.

Enten kan det ustabile partiet fjernes (ved for eksempel sprenging, rensk og spyling) eller så kan det sikres, enten i løsne- eller utløpsområde. Ulike typer tiltak kan kombineres, og velges basert på blant annet stedlige forhold og steinsprangfaren. Utarbeiding av grunnlag for dimensjonering av sikringstiltak kan du les mer om i modul S1.201: Steinsprang – Grunnlag for dimensjonering av sikringstiltak [kommer senere].

Organisatoriske tiltak, som for eksempel varsling, er lite brukt i forbindelse med steinsprangfare mot bebyggelse. Steinsprang kan ha lite eller ingen intern deformasjon i forkant av skredutløsning. Dette gjør det vanskelig med overvåking og registrering av bevegelser for å varsle et skred på forhånd. Varslingssystemer som oppdager et skred i bevegelse, blir benyttet i enkelte tilfeller ved veg og jernbane. I tillegg kan ulike organisatoriske tiltak være aktuelt i forbindelse med anleggsarbeid i steinsprangutsatte områder. Dette kan for eksempel være lyttevakt eller kriterier for værforhold eller lignende der det unngås opphold i området.

I denne modulen blir det gått igjennom noen aktuelle fysiske sikringstiltak mot steinsprang.

Ved sikring i løsneområdet hindres blokkene/bergpartiet i å løsne. Løsneområdet må være tilgjengelig for mannskap og maskiner, og det ustabile bergpartiet må fullstendig sikres uten å skape ny ustabilitet. En fordel med sikring i løsneområdet er blant annet at det er arealeffektivt og at det kan være økonomisk gunstig der stabilitetsproblemet er begrenset til et lite parti. Ulempene kan være tilgjengelighet både ved montering og ved drift og vedlikehold. De mest vanlige metodene for sikring i løsneområder er beskrevet under.

Sikringsbolter og stag

Bolting er en mye brukt sikringsmetode (spesielt i bergskjæringer), og kan benyttes både for sikring av enkeltblokker og i større bergparti, gjerne i kombinasjon med andre metoder, som stag, sprøytebetong, nett og bergbånd. Dette kan være i bergskjæringer og naturlige bergskråninger, slik som vist i figur 2, med overheng og utfall av hengende blokk, avløste bergparti med forskjellige bruddmekanismer. Det fins ulike typer sikringsbolter, to av disse er vist i figur 3.

Stag er lange bolter (normalt over seks meter) som består av en eller flere vaiere eller høyfast stangstål. Stag kan brukes til stabilisering av ustabile bergpartier, der det er behov for å ta opp store belastninger og/eller lange bolter (Statens vegvesen, 2023; NFF, 2020b). Stag og sikringsbolter kan benyttes i kombinasjon som vist på figur 4.

Nett

Sikringsnett benyttes gjerne i bergskjæringer og bergskråninger med småfallent berg i kombinasjon med sikringsbolter som forankrer større blokker. Sikringsnett kan også brukes for å sikre større enkeltstående partier og løse blokker i bratt terreng, som på figur 5 og 6.

Nett benyttes ofte i forbindelse med sprengte bergskjæringer, men kan også benyttes i naturlige bergskråninger. Nettene monteres slik at de kler inn bergskjæringen/skråningen, for å begrense utfall av mindre blokker og is. Eventuelt nedfall ledes langs skjæringen og ned ved skjærings- eller skråningsfoten.

Dersom det er større blokker som skal sikres benyttes kraftigere nett som for eksempel vaiernett og lengre sikringsbolter. Nettene monteres tett rundt blokkene som skal sikres for å låse dem fast og hindre utløsende bevegelse.

Nett er en rask sikringsmetode, og relativt rimelig ved begrensede løsneområder. Levetiden avhenger av type nett og klimatiske forhold på stedet. For at nettene skal fungere etter sin hensikt er det viktig med riktig montering og at det følges opp med nødvendig vedlikehold.

Sprøytebetong

Sprøytebetong kan benyttes i løsneområder der det er småfallent, svært oppsprukket, forvitret og/eller løst berg. Sprøytebetongen forsegler berget og stopper videre forvitring, utvasking og nedfall som nett ikke klarer å sikre mot (Statens vegvesen, 2023). Eksempel på bruk av sprøytebetong i kombinasjon med bolting, er vist i figur 7.

Sprøytebetong kan bli utsatt for skade ved fryse/tineprosesser og det er viktig med riktig utførelse for å sikre god nok heft mot bergflaten. Er sprøytebetongen riktig utført, det er tørt eller lite vann, så kan sikring med sprøytebetong i praksis være vedlikeholdsfri i flere år. Bruk av sprøytebetong kan påvirke drenering i skråningen og vil også skjule bergoverflaten slik at eventuelle nye stabilitetsproblemer blir mindre synlige/vanskelige å oppdage. Over tid vil ofte overflaten på sprøytebetongen kunne bli stygg og visuelt skjemmende. 

Bruk av sprøytebetong som sikringstiltak blir ikke videre omtalt med egne moduler i sikringshåndboka. 

Understøtte av betong

Denne metoden kan benyttes for å bedre stabiliteten til enkeltblokker eller enkeltparti ved at det støpes en fot til partiet, som vist i figur 8. Bruk av understøtte i betong krever at det er tilstrekkelig plass til forskaling og god tilkomst.

Understøtte av betong må ofte dimensjoneres av en fagkyndig innenfor konstruksjonsteknikk, og er ikke videre omtalt i egne moduler i sikringshåndboka.

Løsneområdet kan være vanskelig tilgjengelig, eller det kan være flere og spredte løsneområder. I slike tilfeller vil sikring i utløpsområdet kunne være mer hensiktsmessig. Da tillates det at blokkene løsner til steinsprang, men energien dempes med sikringstiltak lenger nede i skredbanen. For å dimensjonere disse sikringstiltakene må en vurdere faktorer som blokkstørrelse og -form, mengde, hastighet/energi, spretthøyde med flere. Fordeler med sikring i utløpsområde kan være bedre kontroll på oppnådd sikkerhet for objektet du sikrer, opplevd trygghet og lett tilgjengelighet for vedlikehold. Ulemper kan være at tiltakene er kostbare, arealkrevende og kan komme i konflikt med eksisterende bebyggelse og infrastruktur. I tillegg kan de oppleves som et hinder i landskapet, samt hindre ferdselen til dyr og mennesker.

Skredvoll

En fangvoll skal fange opp og stanse skredmassene (figur 9), mens en ledevoll skal lede massene vekk fra sikringsobjektet. Ledevoller mot steinsprang er sjeldent og er lite detaljert i litteraturen. Fangvoller er derimot langt mer vanlig og har mer kjente prinsipper for dimensjonering og prosjektering. En fangvoll er passende når du forventer steinspranghendinger med medium til veldig høy kinetisk energi, altså fra noen få hundre kilojoule [kJ] til noen titals megajoule [MJ]. Når det dimensjonerende treffet er høyere enn 5000 kJ, blir fangvoll ofte et foretrukket valg fremfor et steinspranggjerde (Lambert og Kiester, 2017; Descoeudres, 1997).

Skredvoller er permanente konstruksjoner som krever en del areal, men til gjengjeld har lang levetid, medfører lite vedlikehold og med litt landskapstilpasning kan det visuelle inntrykket reduseres (Brunet et al. 2009). Videre vil en skredvoll også kunne benyttes som sikring mot flere typer skred.

Skredvoller er ofte store og tunge konstruksjoner, og krever geoteknisk prosjektering der det må beregnes stabilitet av selve vollen, bakken under og området rundt. Dette er spesielt viktig i områder under marin grense og om vollen bygges av mindre egnede løsmasser. En skredvoll vil kunne endre dreneringsforholdene i området, og det er viktig at det prosjekteres gode løsninger for håndtering av overvann. Det må også settes av tilstrekkelig areal til vedlikehold av skredvollen, og til å kunne renske opp i skredmasser som legges opp på støtsiden. Behovet for å gjennomføre tiltaket i mest mulig i massebalanse mellom graving og fylling vil også spille inn.

Fangvoller bygges som oftest med en bratt støtside og en slakere leside. Hellingen vil avhenge av hvilke materialer som benyttes. Typisk vil støtsiden bygges med helling 3:1 i materialer som tørrmur eller lignende. I tillegg til å beregne og vurdere nødvendige vollhøyder og lengder, krever dimensjonering og prosjekteringen av en voll også at man bestemmer plassering av vollen i terrenget. Dette bør vurderes i en tidligst mulig fase, ettersom valgt plassering av voll i skrånende terreng har stor betydning for tiltakets fotavtrykk (her både voll og utgravingsområde). For å vurdere dette bør en voll med nødvendig høyde, lengde og toppbredde tegnes inn i terrenget. Denne øvelsen vil ofte avgjøre den praktiske eller økonomiske gjennomførbarheten av tiltaket. Dimensjonering av fangvoller omfatter også bestemmelse av nødvendig lagringsvolum som kan være større eller lik det forventede volumet under en steinspranghendelse eller rekkefølge av hendelser før skredmassene blir rensket (Project National C2ROP, 2020).

Steinspranggjerder

Steinspranggjerder er en fleksibel fangkonstruksjon i stål som skal stoppe blokkene før de treffer objektet som skal sikres, som vist i figur 10. De består av stolper med nett mellom, som er koblet til topp- og bunnvaier og forankringsvaier med bremseelementer. Kreftene ved treff fordeles over en stor del av konstruksjonen og tas opp av nettet, bremseelementene og forankringene. Et steinspranggjerde har en gitt kapasitet til å ta opp steinsprang. Leverandørene oppgir dette i ulike maksimale energinivå, som kan være fra 100 kJ og opp til 10 000 kJ. Dette er noe steinspranggjerdene bare tåler en gang med en testblokk og er under visse krav og forutsetninger i en standardisert testing av gjerdene.

Gjerdene er forholdsvis enkle å montere, krever lite areal og lar seg lettere bygge i brattere terreng enn andre sikringstiltak mot steinsprang. Derimot har de begrenset levetid og kan kreve kostbart vedlikehold, spesielt dersom steinsprangfrekvensen er høy. Steinspranggjerder skal oppføres etter produsentens beskrivelser for å fungere optimalt.

Betongmur

En betongmur har til hensikt å stanse skredmassene før de treffer sikringsobjektet. Hovedfordelen med en betongmur er at den tar liten plass. Den tar mindre plass enn et steinspranggjerde fordi det ikke må settes av areal til barduner/forankringer. Ulempene er at det er en relativt kostbar konstruksjon som kan oppleves som visuelt skjemmende. I tillegg er betongmurer en stiv konstruksjon som har en tendens til å bli knust ved treff fra steinsprangblokker. Ved skade på muren kan den sprekke opp, noe som kan medføre kostbart vedlikehold. Betongmurer som sikring mot steinsprang må ofte dimensjoneres av en fagkyndig innenfor konstruksjonsteknikk, og blir ikke videre omtalt i egne moduler i sikringshåndboka.

Fanggrøft

En mulig sikringsmetode er å utforme en fanggrøft i bunnen av skråningen/enden av utløpsområdet for å fange opp mindre skredmasser. Å benytte grøfter som eneste sikringstiltak er arealkrevende og er lite brukt som eneste tiltak ved sikring av bebyggelse. Derimot blir fanggrøfter ofte kombinert med andre sikringstiltak, som for eksempel sikringsbolter, nett og skredvoller for å øke fangvolumet. Fanggrøfter er mye brukt langs vegnettet ved småfallent berg, oftest i tillegg til bolting og nett. Fanggrøfter blir ikke nærmere omtalt med egne moduler i sikringshåndboka.

Tilpassing av bygg

TEK 17 åpner for at bygg kan dimensjoneres til å tåle krefter fra skred dersom skredlastene ikke er for store. Maksimal skredlast bør ikke være større enn anslagsvis 50 kPa. Denne metoden omtales ikke videre i sikringshåndboka.

Hvilken løsning som bør velges er blant annet avhengig aktuelt scenario, stabilitetssituasjonen i løsneområdet som for eksempel løsnesannsynlighet, størrelse, lokasjon og utbredelse av det som anses ustabilt. For utløpsområder for steinsprang spiller blant annet blokkstørrelse og -form, mengde og frekvens samt steinsprangbevegelse inn på type tiltak og hvor det er ønskelig med plassering. Husk at det også kan være andre skredprosesser som bør inngå i dimensjoneringen og er aktuelle scenario. I tillegg må du tenke på arealbruken i området, om der er tilstrekkelig areal til sikringstiltak, eventuelle miljøhensyn og landskapseffekter, hvilket sikkerhetsnivå og type sikring som ønskes. Det kan være utfordrende å finne steder i terrenget der tiltakene får størst mulig effekt, samtidig som det er gjennomførbart i forhold til blant annet adkomst, areal og kostnader (inkludert forvaltning, drift og vedlikehold). Det er derfor viktig å ha med en skredfagkyndig med ingeniørgeologisk kompetanse som forstår stabilitetssituasjonen i løsneområdet og bevegelsen til steinsprang i utløpsområdet. I tillegg må miljøvirkningene av tiltaket vurderes så tidlig som mulig i prosessen. Husk at det også er mulig å kombinere flere typer tiltak for å finne den best egnede løsningen for et gitt sikringsprosjekt, slik som vist i figur 4–5 og eksempelet under.

Brunet, G., Giacchetti, G., Bertolo, P., Peila, D., (2009) Protection from High Energy Rockfall Impacts Using Terramesh Embankment: Design and Experiences. Proceedings of the 60thHighway Geology Symposium, Buffalo, New York, 107-124.

Descoeudres, F., (1997) Aspects géomécaniques des instabilités de falaises rocheuses et deschutes de blocks. Publications de la société suisse de mécanique des sols et des roches 135, 3–11.

Lambert S., Kister B. (2017). Analysis of Existing Rockfall Embankments of Switzerland (AERES); Part A: State of Knowledge. Federal Office for the Environment, Bern, 55 p.

NFF (2020a) Bergsprengning – Håndbok nr. 8. Norsk forening for fjellspreningsteknikk,  Bergsprengerkomiteen.

NFF (2020b) Bergbolting – Håndbok nr. 11. Norsk forening for fjellspreningsteknikk,  Utviklingskomiteen.

Norsk Betongforening (2011) Sprøytebetong til bergsikring. Publikasjon nr. 7. Tilgjengelig fra: https://docplayer.me/11360890-Sproytebetong-til-bergsikring.html (Hentet: 17. januar 2022).

NVE (2020) Veileder for utredning av sikkerhet mot skred i bratt terreng [versjon 12.11.2020]. Tilgjengelig fra: https://www.nve.no/veileder-skredfareutredning-bratt-terreng.

NVE (2022) Fjellskredovervåking. Tilgjengelig fra: https://www.nve.no/naturfare/overvaking-og-varsling/fjellskredovervaaking/ (Hentet: 18. mai 2022).

Pierson, L. A., Gullixson, C. F., & Chassie, R. G. (2001) Rockfall Catchment Area Design Guide - Final report SPR-3(032). Oregon Department of Transportation – Research Group, Federal Highway Administration.

Projet National C2ROP (2020) Recommandations pour la conception, le suivi de réalisation et l’exploitation des dispositifs de protection par merlons pare-blocs. Guide technique. (EN: Recommendations for the design, implementation follow-up and operation of protection by embankments. Technical guide). Frankrike: Cerema.

Statens vegvesen (2023) Bergskjæringer – Veiledning N-V225. Oslo: Vegdirektoratet.

Statens vegvesen (2011) Sikring av veger mot steinskred – Grunnlag for veiledning. VD-rapport nr. 32. Oslo: Vegdirektoratet.