Structural geological characterization of the Getå ravine : A visualisation of lineament studies with prediction and modelling prior the East link project

Ostlänken är en planerad höghastighetsjärnväg mellan Järna och Linköping med stegvis byggstart från 2017, ett omfattande projekt som inkluderar totalt cirka 20 kilometer tunnel, varav en tunnel planeras att korsa Getåravinen. Undermarksbyggande är komplicerat och kontakt med svaghetszoner i berg innebär ökade risker för anläggning, miljö och omgivande fastigheter. För att åstadkomma en riskbedömning, dimensionering och ekonomisk kalkyl utförs undersökningar och ingenjörsgeologiska prognoser av bergkvalité och geologisk struktur. Studier har visat ett samband mellan naturliga lineament och svaghetszoner i berg. Därför var uppsatsens syfte att bedöma geologiska byggbarhetsfaktorer genom en strukturgeologisk karaktärisering av lineamentet Getåravinen. Arbetet fokuserade på ett avgränsat område inom Getåravinen där Sweco, på uppdrag av Trafikverket, har utfört ingenjörsgeologiska undersökningar inför den planerade anläggningen av Ostlänken.Arbetet utgick från en studie av lineament genom geologiska kartor, kärnborrprov och hällkarteringar kring Getåravinen, dessa analyserades sedan för att identifiera strukturgeologiska samband. Metoderna Inverse Distance Weighted och kriging användes för att prediktera berget i borrkärnornas omgivning utifrån kvalitéklassningarna Rock Mass Rating, Q-systemet och Rock Quality Designation. För att visa resultatet pedagogiskt och förbättra underlaget inför byggteknisk diskussion visualiserades resultatet i en Building Information Model i mjukvaruprogrammet AutoCAD Civil 3D. Resultatet visade cirka 20° avvikelse mellan lineamentet och huvudsprickriktningen i Getåravinen, det bekräftade ett sprickmönster som då generellt kan antas gälla för lineament vilket är användbar information vid undermarksbyggande. Prediktionerna visade en rumslig beskrivning av bergets klassificeringar och samband med lineamentet. Nyttan av prediktiva metoder var därmed god då även effektiv kvantifiering av bergklasserna möjliggjordes vilket kan implementeras vid undermarksbyggande.The East Link is a planned high-speed rail link between Järna and Linköping with a gradual construction start in 2017, a comprehensive project covering a total of approximately 20 kilometers of tunnel, of which one tunnel is planned to cross the Getå ravine. Subsurface construction is complicated, and contact with weak zones in the rock implies increased risks for the tunnel construction, the environment and the surrounding real estates. In order to accomplish a risk assessment, dimensioning and economic calculation, geological engineering investigations of the rock’s quality and geological structure are carried out. Studies have shown a relationship between natural lineaments and weaknesses in the rock. Therefore, the purpose of this thesis was to assess geological constructability factors in the Getå ravine by using a characterization of structural geology. The focus was within a demarcated area where the consulting firm Sweco, on behalf of the Swedish Transport Administration, had performed engineering geological surveys for the planned construction of the East link.The thesis was based on a study of lineament in geological maps, core drill samples and bedrock mapping in the surroundings of the Getå ravine, which were later analysed to identify structural geological relations. The methods Inverse Distance Weighted and Kriging were used to predict the rock ambient to the core kernels based on the quality ratings Rock Mass Rating, Q System and Rock Quality Designation. In order to visualize the results pedagogically and enhance the basis for technical discussion regarding civil engineering, the results were visualized in a Building Information Model in the software AutoCAD Civil 3D. The result showed approximately 20° deviation between the lineament and the primary joint strike in the Getå ravine, it confirmed a joint pattern that can be generally assumed for natural lineaments which is useful information in subsurface construction. The predictions showed a spatial distribution of the rock's different quality ratings and relationship with the lineament. The utility of the predictive methods was therefore certain because of efficient quantification of the rock quality was made possible, which can be implemented when characterizing the rock into quality domains prior subsurface construction