31/5/2021

Uppbygging nýs hverfis og innviða við Siorarsiorfik í Nuuk á Grænlandi

  • Lega hugsanlegra gangna til Sior

Nýlega kom út fertugasti árgangur Upp í vindinn, blaðs umhverfis- og byggingarverkfræðinema í Háskóla Íslands. Þar er meðal annars að finna grein eftir Jóhann Örn Friðsteinsson, jarðverkfræðing hjá Verkís, þar sem hann segir frá spennandi verkefni á Grænlandi. 

Johann_orn_fridsteinsson_h3-_ny

Á undanförnum árum hefur íbúum í Nuuk, höfuðstað Grænlands, fjölgað töluvert. Samhliða fólksfjölgun hefur mikil uppbygging átt sér stað í höfuðstaðnum, meðal annars í nýrri íbúabyggð við Qinngorput í austurhluta bæjarins. Einnig er unnið að stækkun flugvallarins sem mun án efa efla ferðaþjónustu til muna á svæðinu. Bæjarstæðið í Nuuk er staðsett á tanga við víkina Malenebugten og er eldri hluti bæjarins og miðbærinn staðsettur vestan við víkina og hið nýja hverfi Qinngorput að austan. Bæjarstæðið afmarkast í vestri af firðinum og í austri af háum fjöllum sem takmarka hversu langt bærinn getur þróast í þá áttina. 

Til að mæta þörfinni á auknu byggingarlandi er áætlað að reisa nýtt úthverfi á óbyggðu svæði sem heitir Siorarsiorfik, staðsett suðaustur af Nuuk. Í hinu nýja hverfi er áætlað að fjölga íbúðum um 800 og byggja þar upp ýmsa innviði svo sem skóla, verslanir og fleira. Áður en hægt verður að hefja uppbyggingu á svæðinu er þörf á að koma upp vegtengingu á svæðið sem síðar mun nýtast sem aðkoma að hinni nýju byggð sem þar á að rísa, en í dag þarf að ganga yfir fjallið Ukkusissat sem er um 500 m hátt við hæsta punkt og með brattar hlíðar sem ganga niður í sjó.

Hugmyndir að strandvegi Mynd 2. Hugmyndir að strandvegi meðfram gulri línu eða veggöng með gangnamunnum í bleiku. Rauð lína í fjallshlíð sýnir snið á mynd 3 fyrir greiningu á skriðuhættu og græn brotalína sýnir sprungurein norðan við gangnamunna. 

Stofnað var eigið þróunarfélag, Nuuk City Development, sem hefur umsjón með uppbyggingu og þróun íbúabyggðar í Nuuk og hefur Verkís í samstarfi við dótturfyrirtækið S&M Verkís á Grænlandi veitt ráðgjöf með hagkvæmnisathugun og skoðun á fleiri möguleikum á vegtengingu til svæðisins. Í fyrri áföngum verkefnisins voru kannaðir möguleikar á vegtengingu meðfram ströndinni með strandveg eða brú og nokkrar útfærslur á legu og stærð jarðgangna. Aðkoma í hið nýja hverfi þarf að þjóna bílaumferð ásamt gangandi og hjólandi og er lögð mikil áhersla á öryggi þeirra sem þurfa að komast leiðar sinnar. Við könnun á mismunandi möguleikum var einnig lögð áhersla á Heimsmarkmið Sameinuðu þjóðanna og þeim gefið gott vægi við samanburð.

Eftir grófan samanburð á möguleikum var ákveðið að skoða nánar möguleika á strandvegi utan í fjallshlíðinni eða styttri jarðgöngum sem þjóna bæði bílaumferð og gangandi. Lagt var mat á skriðuhættu með tilliti til grjóthruns og snjóflóða og gert mat á umfangi á bergstyrkingum bæði á yfirborði og skeringum sem og í jarðgöngum til að tryggja öryggi notenda og áætlaðan líftíma mannvirkisins. Berggrunnurinn við framkvæmdasvæðið er úr myndbreyttu, lagskiptu bergi sem nefnist gneis og eru einnig til staðar lög af veikari lögum. Berggæði eru talin nokkuð góð með tilliti til bergstyrkinga þar sem fjarlægð á milli sprungna er nokkuð stór og myndast því stórar greinilegar blokkir sem auðveldar alla hönnun á bergstyrkingum. Þó eru nokkrar myndanir sem þarf að taka tillit til eins og sprungureinar vegna tektónískra færslna í berggrunni og sprungum sem myndast hafa samhliða fjallshlíðinni við spennulosun eftir að jökullinn hörfaði af svæðinu. En slíkar sprungur geta náð niður á 30 til 50 m dýpi.

Við mat á skriðuhættu var til viðbótar við jarðfræðikortlagningu útbúið hæðarlíkan og keyrðar RAMMS til að meta hvar skriður geta átt sitt upphaf og framhlaup. Einnig var tekið snið á krítískum stöðum í fjallshlíðinni og keyrðar 2D greiningar til að áætla skopphæð steinblokka og hversu öflugar varnir þörf væri á til að tryggja öryggi á veginum. Dæmi um slíka greiningu sést á mynd 3. Þar sem ferlar frá grjótskriðu með upphaf ofarlega í hlíðinni (mynd 1 og 2) eru greindir og gögnum um skopphæð og hreyfiorku safnað ofan við vegskeringu. Greiningin á mynd 3 sýnir að um 25% af steinblokkum rúlla eða skoppa niður á vegstæðið og flestallar fara í gegnum „safnarann“ í um 0-4,5 m hæð yfir yfirborði með hreyfiorku upp að 900 kJ. 

Sniðmynd úr 2D greiningu á skoppferlum við grjóthrunMynd 3. Sniðmynd úr 2D greiningu á skoppferlum við grjóthrun.

Einstaka blokkir skoppa í allt að 10 m hæð yfir svæðið og lenda ytri kant vegsins. Grjótskriða sem liggur neðst í hlíðinni er hér sýnd með grænu og kemur í ljós í greiningunni að hún virkar dempandi fyrir skopphæð og dregur verulega úr hreyfiorku. Niðurstaða þessarar greiningar sýnir að þörf væri á allt að 5 m hárri grjótvarnargirðingu sem tæki á móti 900 kN. Mörg dæmi eru um slíkar varnir í t.d. Noregi og Ölpunum. Greining á skriðuhættu meðfram allri fjallshlíðinni sýndu að bæði væri þörf á grjótvarnargirðingu og vegskála meðfram um 600 m vegalengd til þess að tryggja öryggi vegfarenda með tilliti til grjóthruns og mögulegra snjóflóða.

Þegar jarðgangnaleiðin var skoðuð nánar kom fljótlega í ljós að berggrunnurinn virðist hentugur til jarðgangnagerðar þar sem tiltölulega lítið er um sprungur. Þó eru sprungureinar greinilegar á loftmyndum og á yfirborði sem sem geta valdið vandræðum við gangnagröft þar sem bergið í kringum sprungureinar getur verði mjög brotið og ummyndað og verið ágætis flutningsæð fyrir vatn. En eins og þekkist vel hér á landi hafa miklar vatnsæðar töluverð áhrif á bæði kostnað og framvindu. Takmörkuð gróðurþekja á svæðinu einfaldaði verulega jarðfræðirannsóknir og er legu gangnanna hagað þannig að litlar líkur eru taldar á að göngin verði sprengd í gegnum stór sprungusvæði.

Þrívíddarmódel af hugsanlegu gangnastæði við Qinngorput séð í áttina að Siorarsiorfik.

Mynd 4. Þrívíddarmódel af hugsanlegu gangnastæði við Qinngorput séð í áttina að Siorarsiorfik. 

Samanburður á strandvegi meðfram fjallshlíðinni og veggöngum sýndi að veggöng væru mun hagkvæmari kostur bæði með tilliti til kostnaðar og viðhalds. Til að tryggja öryggi vegs undir fjallshlíðinni væri þörf á umfangsmiklum bergstyrkingum bæði í vegskeringum og undir um 400 m hárri fjallshlíð. Þörf væri á endurskoðun skriðuhættu á nokkurra ára fresti þar sem veðurfar með frosti og þýðu til skipts veldur því að leysingarvatn rennur í sprungur og frýs sem veldur því að sprungur víkka og nýjar blokkir myndast. Loftlagsbreytingar hafa þar einnig sín áhrif þar sem slíkar sveiflur eru tíðari.

Til að hugsa til framtíðar voru göngin hönnuð þannig að þau geta auðveldlega, með minniháttar breytingum, þjónað allt að 12 þúsund bílum á sólarhring en það er margfalt það magn bíla sem er í Nuuk í dag. Möguleikar bæjarins á frekari stækkun til suðurs og suðausturs í framtíðinni ættu því ekki að takmarkast af flutningsgetu í gegnum Ukkisissat. 

Mynd 1. Lega hugsanlegra gangna til Siorarsiorfik. 

Nýtt úthverfi á Grænlandi I Verkefni I www.verkis.is
Hanna göng sem tengja Nuuk við nýtt úthverfi | Fréttir | www.verkis.is

  • Heimsmarkmið

    • Heimsmarkmið 11