ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑΣ ΤΗΣ ΣΗΡΑΓΓΑΣ ΣΥΜΒΟΛΟΥ ΣΤΟ ΤΜΗΜΑ ΑΣΠΡΟΒΑΛΤΑΣ ΚΑΒΑΛΑΣ ΤΗΣ ΕΓΝΑΤΙΑΣ Ο ΟΥ ΣΤΟ ΣΤΑ ΙΟ ΤΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΤΟΜΕΑΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ Υ ΡΟΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥ ΩΝ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑΣ ΤΗΣ ΣΗΡΑΓΓΑΣ ΣΥΜΒΟΛΟΥ ΣΤΟ ΤΜΗΜΑ ΑΣΠΡΟΒΑΛΤΑΣ ΚΑΒΑΛΑΣ ΤΗΣ ΕΓΝΑΤΙΑΣ Ο ΟΥ ΣΤΟ ΣΤΑ ΙΟ ΤΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΘΩΜΟΠΟΥΛΟΣ ΑΧΙΛΛΕΑΣ ΓΕΩΛΟΓΟΣ ΙΑΤΡΙΒΗ ΕΙ ΙΚΕΥΣΗΣ Πρόγραµµα Μεταπτυχιακών Σπουδών Εφαρµοσµένη και Περιβαλλοντική Γεωλογία ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2009

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΤΟΜΕΑΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ Υ ΡΟΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥ ΩΝ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΙΑΤΡΙΒΗ ΕΙ ΙΚΕΥΣΗΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑΣ ΤΗΣ ΣΗΡΑΓΓΑΣ ΣΥΜΒΟΛΟΥ ΣΤΟ ΤΜΗΜΑ ΑΣΠΡΟΒΑΛΤΑΣ ΚΑΒΑΛΑΣ ΤΗΣ ΕΓΝΑΤΙΑΣ Ο ΟΥ ΣΤΟ ΣΤΑ ΙΟ ΤΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΘΩΜΟΠΟΥΛΟΣ ΑΧΙΛΛΕΑΣ ΓΕΩΛΟΓΟΣ ΤΡΙΜΕΛΗΣ ΣΥΜΒΟΥΛΕΥΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ Επιβλέπων: Χρηστάρας Βασίλειος, Καθηγητής Α.Π.Θ. Μέλος: ηµόπουλος Γεώργιος, Καθηγητής Α.Π.Θ. Μέλος: Κίλιας Αδαµάντιος, Καθηγητής Α.Π.Θ. ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2009

Σε εµένα, στην οικογένειά µου και στους ανθρώπους µου, αφιερώνεται

Περιεχόµενα ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΡΟΛΟΓΟΣ................................................ 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ................................................. 2 Χαρακτηριστικά σήραγγας Συµβόλου.............................. 4 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΓΕΩΛΟΓΙΚΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΤΗΣ ΣΗΡΑΓΓΑΣ 1.1 Γεωλογικές συνθήκες της ευρύτερης περιοχής κατασκευής της σήραγγας.............................................. 5 1.1.1 Γεωµορφολογικά στοιχεία της ευρύτερης περιοχής............... 5 1.1.2 Γεωτεκτονική θέση της περιοχής............................. 6 1.1.3 Γεωλογική δοµή της ευρύτερης περιοχής....................... 7 1.1.4 Μαγµατισµός της µάζας της Ροδόπης......................... 9 1.1.5 Τεκτονική δοµή της ευρύτερης περιοχής....................... 10 1.1.6 Ενεργός τεκτονική και σεισµική επικινδυνότητα της ευρύτερης περιοχής................................................. 11 1.1.7 Γενικά υδρογεωλογικά στοιχεία των γεωλογικών σχηµατισµών της ευρύτερης περιοχής.......................................... 15 1.2 Γεωλογικές συνθήκες της εγγύτερης περιοχής κατασκευής της σήραγγας Συµβόλου................................................. 18 1.2.1 Περιγραφή γεωλογικών σχηµατισµών......................... 18 1.2.2 Υδρογεωλογικές συνθήκες σχηµατισµών της περιοχής κατασκευής της σήραγγας................................................. 20

Περιεχόµενα ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ - ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗΣ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ 2.1 Εισαγωγή............................................... 24 2.2 Σύστηµα γεωτεχνικής ταξινόµησης της βραχόµαζας µε τη µέθοδο RMR (Bieniawski, 1989)........................................... 25 2.2.1 Γενικά................................................ 25 2.2.2 Γεωτεχνική ταξινόµηση των πετρωµάτων της σήραγγας Συµβόλου µε τη µέθοδο RMR (1989)...................................... 33 2.2.3 Μέτρα υποστήριξης σύµφωνα µε την ταξινόµηση κατά RMR (Bieniawski, 1989)........................................... 36 2.3 Σύστηµα γεωτεχνικής ταξινόµησης της βραχόµαζας, σύµφωνα µε τον είκτη Γεωλογικής Αντοχής (GSI)................................ 38 2.3.1 Γενικά................................................ 38 2.3.2 Ταξινόµηση κατά GSI για τη βραχόµαζα από την οποία διέρχεται η σήραγγα Συµβόλου.......................................... 44 2.3.3 Υπολογισµός των γεωτεχνικών παραµέτρων της βραχοµάζας......... 47 2.4 Σύγκριση των δυο συστηµάτων ταξινόµησης...................... 53 2.5 Συνολική εικόνα ποιότητας βραχοµάζας......................... 55 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΕΣ ΕΝΟΤΗΤΕΣ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ - ΜΕΤΡΑ ΥΠΟΣΤΗΡΙΞΗΣ ΓΙΑ ΤΗ ΣΗΡΑΓΓΑ ΤΟΥ ΣΥΜΒΟΛΟΥ 3.1 Εισαγωγή............................................... 60 3.2 Κατηγοριοποίηση βραχοµάζας σήραγγας Συµβόλου σύµφωνα µε την οριστική µελέτη............................................. 61 3.2.1 ιάκριση γεωτεχνικών κατηγοριών βραχοµαζας.................. 61 3.2.2 Γεωτεχνική αξιολόγηση αποτελεσµάτων εργαστηριακών δοκιµών ανά γεωτεχνική κατηγορία βραχοµάζας............................ 65 3.3 Μέτρα υποστήριξης για τη σήραγγα του Συµβόλου................. 67 3.3.1 Γενικά στοιχεία σχεδιασµού και επιλογής των µέτρων υποστήριξης..... 67

Περιεχόµενα 3.3.2 Τα µέτρα υποστήριξης που εφαρµόστηκαν στη σήραγγα Συµβόλου.... 69 3.3.3 Κατηγορίες µέτρων υποστήριξης ανά χιλιοµετρική θέση για τη σήραγγα Συµβόλου.......................................... 75 3.3.4 Παρατηρήσεις που αφορούν στον τρόπο εφαρµογής των µέτρων υποστήριξης της σήραγγας..................................... 81 3.3.5 Σύγκριση µέτρων υποστήριξης της σήραγγας Συµβόλου, µε τα προτεινόµενα µέτρα της ταξινόµησης Bieniawski...................... 85 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΜΕΘΟ ΟΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΥΠΟΓΕΙΩΝ ΕΡΓΩΝ 4.1 ιάνοιξη σήραγγας µε την "Μέθοδο ΝΑΤΜ"....................... 89 4.1.1 Γενικά................................................ 89 4.1.2 Χαρακτηριστικά της µεθόδου ΝΑΤΜ........................... 90 4.1.3 Φάσεις εκσκαφής........................................ 96 4.1.4 Μέτρα άµεσης υποστήριξης που εφαρµόζονται στη µέθοδο ΝΑΤΜ..... 99 4.1.5 Παρακολούθηση συµπεριφοράς σηράγγων...................... 106 4.1.6 ιάνοιξη της σήραγγας του Συµβόλου τυπικές διατοµές........... 108 4.2 Μέθοδος κλειστής διάνοιξης.................................. 114 4.2.1 Εισαγωγή............................................. 114 4.2.2 Συµβατικός τρόπος...................................... 114 4.2.3 Κατασκευή του έργου µε µηχανές ολοµέτωπης διάνοιξης (ΤΒΜ)....... 114 4.2.4 Πλεονεκτήµατα µειονεκτήµατα της µεθόδου ολοµέτωπης διάνοιξης.................................................. 116 4.3 Μέθοδος επένδυσης εκτοξευόµενου σκυροδέµατος (SCL)............. 117 4.4 Μέθοδοι διάνοιξης που εφαρµόστηκαν στη σήραγγα Συµβόλου......... 118 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ΟΜΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΣΤΑΘΕΙΑΣ 5.1 Εισαγωγή............................................... 120 5.2 Τρόποι δηµιουργίας βραχοσφηνών............................. 121 5.3 Προσδιορισµός βραχοσφηνών................................ 122

Περιεχόµενα 5.3.1 Προσδιορισµός βραχοσφηνών του τµήµατος της σήραγγας από τη Χ.Θ 35+675 έως τη Χ.Θ. 35+790........................... 123 5.3.2 Προσδιορισµός βραχοσφηνών του τµήµατος της σήραγγας από τη Χ.Θ 35+790 έως τη Χ.Θ. 35+850........................... 127 5.3.3 Προσδιορισµός βραχοσφηνών του τµήµατος της σήραγγας από τη Χ.Θ 35+850 έως τη Χ.Θ. 35+874........................... 130 5.3.4 Προσδιορισµός βραχοσφηνών του τµήµατος της σήραγγας από τη Χ.Θ 35+874 έως τη Χ.Θ. 35+892........................... 133 5.3.5 Προσδιορισµός βραχοσφηνών του τµήµατος της σήραγγας από τη Χ.Θ 35+892 έως τη Χ.Θ. 36+036........................... 136 5.3.6 Προσδιορισµός βραχοσφηνών του τµήµατος της σήραγγας από τη Χ.Θ 36+036 έως τη Χ.Θ. 36+373........................... 139 5.3.7 Προσδιορισµός βραχοσφηνών του τµήµατος της σήραγγας από τη Χ.Θ 36+373 έως τη Χ.Θ. 36+483........................... 142 5.3.8 Προσδιορισµός βραχοσφηνών του τµήµατος της σήραγγας από τη Χ.Θ 36+483 έως τη Χ.Θ. 36+659........................... 145 5.3.9 Προσδιορισµός βραχοσφηνών του τµήµατος της σήραγγας από τη Χ.Θ 36+659 έως τη Χ.Θ. 36+790........................... 148 5.4 Αντιµετώπιση πτώσης βραχοσφηνών για τη σήραγγα Συµβόλου........ 151 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ........................................... 161 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ............................................ 164 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 1 Αρχείο εισαγωγής τεκτονικών στοιχείων στο πρόγραµµα Dips ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 2 Γεωλογική µηκοτοµή του δεξιού κλάδου της σήραγγας Συµβόλου της Εγνατίας οδού

Πρόλογος ΠΡΟΛΟΓΟΣ Ύστερα από την ολοκλήρωση της παρούσας διατριβής, αισθάνοµαι επιτακτική την ανάγκη να ευχαριστήσω όλους όσους έχουν συνδράµει µε κάθε τρόπο κατά τη διάρκεια της συγγραφής της. Ευχαριστώ εγκάρδια και ειλικρινά τον καθηγητή µου κ. Βασίλειο Χρηστάρα για την αµέριστη βοήθεια του και την καθοδήγησή του καθ' όλη τη διάρκεια της παρουσίας µου στο µεταπτυχιακό πρόγραµµα σπουδών του τµήµατος µας και ασφαλώς κατά τη χρονική περίοδο της ολοκλήρωσης τούτης της εργασίας. Επίσης πρέπει να ευχαριστήσω και τα µέλη της επιτροπής κ. κ. καθηγητές Γεώργιο ηµόπουλο και Αδαµάντιο Κίλια για τις επισηµάνσεις τους στο τελικό κείµενο της διατριβής. Τις θερµότερες των ευχαριστιών µου οφείλω να αποδώσω στην συνάδελφο ρ. Χατζηαγγέλου Μαρία. Η παροχή όλων των απαραίτητων στοιχείων, η συνδροµή της και η καθοδήγησή της σε όλα τα στάδια της ολοκλήρωσης της εργασίας, ήταν καθοριστική. Θα ήθελα επίσης να ευχαριστήσω τον φίλο, πολιτικό µηχανικό κ. Μανωλακάκη Βασίλειο για την βοήθεια του στη χρήση του σχεδιαστικού προγράµµατος Autocad, καθώς επίσης και τον φίλο, συνάδελφο, ρ. Μυριούνη Χρήστο για κάποιες εύστοχες επισηµάνσεις σε κάποια επιστηµονικά ζητήµατα. Θα ήταν µεγάλη παράλειψη αν δεν ευχαριστούσα πραγµατικά τους φίλους, συµφοιτητές και συναδέλφους κ. Παυλίδη Κωνσταντίνο, κ. Κρινή Παναγιώτη και κ. Καραπιλάφη ηµήτριο, όπως επίσης και τη φίλη, συνάδελφο Msc γεωλόγο Τσιρογιάννη Μαρία για την ηθική συµπαράσταση που µου προσέφεραν και για τη βοήθειά τους στην ολοκλήρωση της διατριβής αυτής. Κλείνοντας θα ήθελα να ευχαριστήσω θερµά την οικογένειά µου για την απεριόριστη ηθική τους υποστήριξη και συµπαράσταση που µου παρείχαν σε όλη τη διάρκεια των σπουδών µου. 1

Εισαγωγή ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η συγκεκριµένη διατριβή ειδίκευσης εκπονήθηκε στα πλαίσια του Προγράµµατος Μεταπτυχιακών Σπουδών του τµήµατος Γεωλογίας του Αριστοτέλειου Πανεπιστηµίου Θεσσαλονίκης, στον κλάδο ειδίκευσης «Εφαρµοσµένη και Περιβαλλοντική Γεωλογία». Η ανάθεσή της έγινε από το τµήµα Γεωλογίας, µετά από πρόταση του καθηγητή κ. Βασίλειου Χρηστάρα, ο οποίος ήταν και ο κύριος επιβλέπων αυτής. Τα άλλα δυο µέλη της επιτροπής ήταν ο καθηγητής κ. Γ. ηµόπουλος και ο καθηγητής κ. Α. Κίλιας. Στόχος της εργασίας αυτής αποτέλεσε η διερεύνηση των γεωλογικών γεωτεχνικών συνθηκών της περιοχής κατασκευής της σήραγγας Συµβόλου κατά τη διάρκεια της διάνοιξης της. Η παρούσα διατριβή δεν προσβλέπει στην κρίση των µελετών που έγιναν στο στάδιο της προµελέτης, απλά χρησιµοποιεί επιλεκτικά κάποια πρωτογενή δεδοµένα. Από πλευράς οργάνωσης, η µελέτη αποτελείται από πέντε κεφάλαια. Ειδικά, στο πρώτο κεφάλαιο περιγράφεται η γεωλογική δοµή της µάζας Ροδόπης, στην οποία τοποθετείται γεωτεκτονικά η περιοχή κατασκευής της σήραγγας. Το σύνολο των γεωλογικών στοιχείων που αναλύονται είναι: τα γεωµορφολογικά στοιχεία της περιοχής, η γεωτεκτονική θέση της περιοχής, η συγκεκριµένη γεωλογική δοµή, η ενεργός τεκτονική και σεισµική επικινδυνότητα και κάποια γενικά υδρογεωλογικά στοιχεία των σχηµατισµών που δοµούν την περιοχή. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται ποιοτική εκτίµηση της βραχοµάζας και υπολογισµός των γεωτεχνικών µηχανικών παραµέτρων της. Για αυτό το σκοπό χρησιµοποιήθηκαν δυο συστήµατα ταξινόµησης, του Bieniawski (1989) και ο δείκτης γεωλογικής αντοχής GSI. Στο τέλος του κεφαλαίου δίνεται η συνολική εικόνα της ποιότητας της βραχοµάζας και γίνεται σύγκριση των δυο συστηµάτων ταξινόµησης, τόσο σε θεωρητικό επίπεδο, όσο και σε επίπεδο αποτελεσµάτων που προέκυψαν. 2

Εισαγωγή Το τρίτο κεφάλαιο αναφέρεται αναλυτικά στα µέτρα υποστήριξης που τοποθετήθηκαν στη σήραγγα Συµβόλου. Αρχικά γίνεται διάκριση της βραχοµάζας σε γεωτεχνικές κατηγορίες, ανάλογα µε την τιµή του δείκτη GSI και στην επόµενη φάση εξετάζονται τα µέτρα υποστήριξης. Το κεφάλαιο κλείνει µε παρατηρήσεις συµπεράσµατα που προέκυψαν από τον τρόπο εφαρµογής των µέτρων υποστήριξης στη σήραγγα και µε µια σύγκριση αυτών µε τα προτεινόµενα µέτρα της ταξινόµησης Bieniawski. Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι τρόποι διάνοιξης της σήραγγας Συµβόλου και γίνεται µια εκτενής αναφορά σε αυτούς καθώς και σε διάφορα στοιχεία και παραµέτρους που περιλαµβάνουν. Στο πέµπτο κεφάλαιο αναλύονται τα τεκτονικά χαρακτηριστικά κατά µήκος του άξονα της σήραγγας και µε χρήση του προγράµµατος Dips γίνεται στατιστική επεξεργασία και αναπαράσταση των δεδοµένων. Ακολούθως, µελετάται η αστάθεια της βραχοµάζας που οφείλεται σε µετακινήσεις τµηµάτων της λόγω του ίδιου του βάρους (αστάθεια σφηνών) περιµετρικά της εκσκαφής. Ο προσδιορισµός των ασταθών τµηµάτων γίνεται µε τη βοήθεια του λογισµικού Unwedge, υπολογίζονται κάποια χαρακτηριστικά των σφηνών αυτών και γίνεται µια υποτυπώδης εφαρµογή συνδυασµών µέτρων υποστήριξης που περιλαµβάνει το λογισµικό για την αντιµετώπισή τους. Στο έκτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα αποτελέσµατα και τα συµπεράσµατα που προέκυψαν από τη διατριβή αυτή και στο τέλος παρατίθενται δυο παραρτήµατα. Το πρώτο παρουσιάζει όλα τα τεκτονικά στοιχεία που χρησιµοποιήθηκαν και το δεύτερο περιλαµβάνει τη γεωλογική µηκοτοµή που έγινε µε βάση τα δεδοµένα των χαρτογραφηµένων µετώπων κάθε βήµατος εκσκαφής της σήραγγας. 3

Εισαγωγή Χαρακτηριστικά σήραγγας Συµβόλου Το τεχνικό έργο της σήραγγας του Συµβόλου Όρους, εντάσσεται στο τµήµα 12 "Ποταµός Στρυµώνας Νέα Πέραµος" της Εγνατίας Οδού και πιο ειδικά στο υποτµήµα Β από τη Χ.Θ. 31 + 700 ως τον ανισόπεδο κόµβο του Άγιου Ανδρέα. Πρόκειται για µια δίδυµη σήραγγα. Περιλαµβάνει δηλαδή, µια σήραγγα για το δεξιό κλάδο του οδικού άξονα της Εγνατίας Οδού και µια για τον αριστερό. Το συνολικό µήκος της σήραγγας είναι 1166,66 m και το µήκος του υπογείου τµήµατος 1127,79 m για τον δεξιό κλάδο, ξεκινώντας από τη Χ.Θ. 35 + 662,21 και καταλήγοντας στην Χ.Θ. 36 + 790 (ο κλάδος που θα µελετηθεί). Το συνολικό µήκος του αριστερού κλάδου είναι 1169,87 m και το µήκος του υπογείου τµήµατος αυτού 1152,79 m. Η διατοµή της σήραγγας είναι πεταλοειδής. Το κατάστρωµα έχει πλάτος 8.50 m και περιλαµβάνει δυο λωρίδες κυκλοφορίας πλάτους 3,75 m. Όσον αφορά τα υψόµετρα της ερυθράς είναι στην είσοδο 201,2 m για τον αριστερό κλάδο και 201,6 m για τον δεξιό και στην έξοδο 230,3 m για τον αριστερό και 230,1 m για τον δεξιό κλάδο. Σχήµα 1. Τµήµα Εγνατίας οδού και κάθετοι άξονες. Στο κόκκινο πλαίσιο παριστάνεται η ευρύτερη περιοχή κατασκευής της σήραγγας Συµβόλου. 4

Κεφάλαιο 1 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΓΕΩΛΟΓΙΚΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΤΗΣ ΣΗΡΑΓΓΑΣ 1.1 Γεωλογικές συνθήκες της ευρύτερης περιοχής κατασκευής της σήραγγας 1.1.1 Γεωµορφολογικά στοιχεία της ευρύτερης περιοχής H ευρύτερη περιοχή της κατασκευής της σήραγγας Συµβόλου τοποθετείται σε ορεινό ανάγλυφο µε µέγιστο υψόµετρο περί τα 430 m. Παρουσιάζονται αρκετά έντονες µορφολογικές κλίσεις προς τα Β και ΝΑ πλησίον της υδροκριτικής γραµµής, η οποία παρουσιάζει ανάπτυξη σε διεύθυνση ΒΑ Ν. Με βάση τα γεωµορφολογικά χαρακτηριστικά η περιοχή χωρίζεται σε τρεις γεωµορφολογικές ενότητες: (Α) Η πρώτη µορφολογική ενότητα περικλείει µια ηµιορεινή ζώνη Ν των παρυφών του όρους Συµβόλου. Το πιο µικρό υψόµετρο της ενότητας αυτής είναι 140 m 200 m και οι µορφολογικές κλίσεις είναι της τάξεως του 10 % προς τα Ν. Αυτές οι κλίσεις διαµορφώνονται ως επί το πλείστον από τις αποθέσεις των πλευρικών κορηµάτων. Στα µεγαλύτερα υψόµετρα της ενότητας, εκεί που αναπτύσσεται το κυσταλλοσχιστώδες υπόβαθρο οι κλίσεις αυξάνονται προσεγγίζοντας και το 50 % προς τα Ν. (Β) Η δεύτερη µορφολογική ενότητα περιλαµβάνει το κεντρικό τµήµα του όρους µε µέγιστο υψόµετρο 430 m. Οι κλίσεις είναι 45 % προς τα Β και 28 % προς τα ΝΑ, σε σχέση µε την υδροκριτική γραµµή. (Γ) Η τρίτη ενότητα περιλαµβάνει επίσης µια ηµιορεινή ζώνη ΝΑ του Συµβόλου όρους. Στο µέγιστο υψοµετρικό τµήµα της 240 m 270 m παρουσιάζονται κλίσεις 25 % προς τα ΝΑ. 5

Κεφάλαιο 1 Γενικά πρόκειται για µια περιοχή µε πυκνό υδρογραφικό δίκτυο βαθέων χειµάρρων. Όλοι οι κλάδοι του δικτύου αποστραγγίζουν την περιοχή στο ρέµα Ασπρονέρι προς τα ΝΑ και στον ποταµό Μαρµαρά προς τα Β. 1.1.2 Γεωτεκτονική θέση της περιοχής Η περιοχή κατασκευής της σήραγγας βρίσκεται στο Νοµό Καβάλας, νοτιοδυτικά της πόλης και συγκεκριµένα στο όρος Σύµβολο. Γεωτεκτονικά η εξεταζόµενη περιοχή ανήκει στη µάζα της Ροδόπης, η οποία περιλαµβάνει τη Θράκη, την Ανατολική Μακεδονία µε δυτικό όριο τον ποταµό Στρυµόνα, τη Θάσο και ένα τµήµα της Βουλγαρίας. Η Ροδόπη βρίσκεται µεταξύ του ιναρικού και του Αλπικού κλάδου και θεωρείται από κάποιους ένας µεσαίος αλπικός κλάδος (Brunn, 1964) και από κάποιους άλλους ένας ενδιάµεσος πυρήνας (Kober, 1931). Είτε είναι κλάδος, είτε µια µεσαία µάζα, εκεί που συµφωνούν οι περισσότεροι ερευνητές είναι ότι η Ροδόπη δεν είναι µια γεωτεκτονική µονάδα της κλίµακας της ζώνης, αλλά οπωσδήποτε µεγαλύτερης, πιθανόν ανάλογη του κλάδου. Σήµερα για την περιοχή της Ροδόπης γίνεται γενικότερα αποδεκτή η άποψη του Dimitrov (1955) που την ονόµασε «Μάζα της Ρίλα - Ροδόπης» από τις οµώνυµες οροσειρές της Βουλγαρίας και της Ελλάδας. Ο γεωτεκτονικός χαρακτήρας της µάζας Ρίλα Ροδόπης, σύµφωνα µε τα πιο νέα µοντέλα λιθοσφαιρικών πλακών για την εξέλιξη της Μεσογείου, είναι καθαρά ηπειρωτικός και θεωρείται ότι η προέλευση της µάζας είναι από την πλάκα της Λαυρασίας. 6

Κεφάλαιο 1 1.1.3 Γεωλογική δοµή της ευρύτερης περιοχής Με βάση τις πιο πρόσφατες έρευνες η µάζα της ελληνικής Ροδόπης χωρίζεται σε δυο τεκτονικές µονάδες : την ανώτερη «ενότητα του Σιδηρόνερου» στα βόρεια κατά µήκος των ελληνοβουλγαρικών συνόρων και την κατώτερη «ενότητα του Παγγαίου» που καταλαµβάνει τη δυτική, νοτιοδυτική Ροδόπη (Papanikolaou & Panagopoulos 1981). Η ενότητα Σιδηρόνερου εφιππεύει την ενότητα Παγγαίου από Βορρά προς Νότο κατά µήκος µιας µεγάλης τεκτονικής γραµµής γενικής διεύθυνσης Β ΝΑ (περίπου 110º), (σχήµα 1.3). Σχήµα 1.1 Γεωτεκτονικό σχήµα των Ελληνίδων ζωνών. Rh: Μάζα της Ροδόπης, Sm: Πάικου, Al: Ζώνη Αλµωπίας) = Ζώνη Αξιού, Pl: Πελαγονική ζώνη, Ac: Αττικοκυκλαδική ζώνη, Sp: Υποπελαγονική ζώνη, Pk: Ζώνη Παρνασσού Γκιώνας, P: Ζώνη Πίνδου, G: Ζώνη Γαβρόβου Τρίπολης, I: Ιόνιος ζώνη, Px: Ζώνη Παξών ή Προαπουλία, Au: Ενότητα «Ταλέα όρη πλακώδεις ασβεστόλιθοι». (Κατά Mountrakis et al. 1983) 7

Κεφάλαιο 1 Σχήµα 1.2 Τεκτονικό σκαρίφηµα της µάζας της Ροδόπης. 1: Μεταλπικά ιζήµατα, 2: ενότητα Παγγαίου, 3: ενότητα Σιδηρόνερου, 4: σχηµατισµοί της Περιροδοπικής, 5: γραµµή επώθησης (από Μουντράκης, 1985). Σχήµα 1.3 Σχηµατική γεωλογική τοµή στο Σιδηρόνερο ράµας όπου απεικονίζεται η λιθοστρωµατογραφική διαδοχή και η τεκτονική θέση των ενοτήτων Σιδηρόνερου και Παγγαίου. 1: προσχώσεις, 2: γρανίτης, 3: ενστρώσεις µαρµάρων, 4: ορίζοντας µαρµάρου µεγάλου πάχους, 5: µαρµαρυγιακοί σχιστόλιθοι, 6: αµφιβολίτες, 7: γνεύσιοι, 8: οφθαλµογνεύσιοι, 9: διείσδυση γρανίτη, 10: πιθανή επώθηση. Α, Β, Γ, οι τρεις ορίζοντες της ενότητας Παγγαίου (από Μουντράκης, 1985). 8

Κεφάλαιο 1 Η ενότητα Σιδηρόνερου αποτελείται κυρίως από ορθογνεύσιους, µαρµαρυγιακούς σχιστόλιθους, αµφιβολίτες, λεπτές ενστρώσεις µαρµάρων και µιγµατίτες. Η ενότητα Παγγαίου συγκροτείται από έναν κατώτερο ορίζοντα µε ορθογνεύσιους, σχιστόλιθους και αµφιβολίτες, ένα µεσαίο ορίζοντα µαρµάρων µεγάλου πάχους και έναν ανώτερο ορίζοντα µε εναλλαγές σχιστολίθων και µαρµάρων. 1.1.4 Μαγµατισµός της µάζας της Ροδόπης Στη µάζα Ροδόπης είναι πολύ σηµαντική η παρουσία όξινων πυριγενών πετρωµάτων, πλουτωνιτών και ηφαιστιτών. Οι πλουτωνίτες είναι κυρίως γρανίτες (µοσχοβιτικοί, βιοτιτικοί και κεροστιλβικοί), γρανοδιορίτες, µονζονίτες, χαλαζιακοί µονζονίτες και διορίτες. Η ηλικία των πλουτωνιτών έχει διαπιστωθεί µε πολλές ραδιοχρονολογήσεις ως Ηωκαινική Ολιγοκαινική (συνήθεις τιµές µεταξύ 25 50 εκ. έτη). Οι κυριότεροι πλουτωνικοί όγκοι της Ροδόπης αυτής της ηλικίας είναι του Παγγαίου, του Παρανεστίου, της Ξανθης, της Βροντούς, του Πανοράµατος κ.α. (Τα στοιχεία παρθήκαν από Durr et al. 1978, Fyticas te al. 1984, Σολδάτος 1985). Εκτός από τις παραπάνω ηλικίες, κάποιες ραδιοχρονολογήσεις έδωσαν πολύ παλαιότερες ηλικίες, όπως Κρητιδική για τους πλουτωνίτες Σαµοθράκης και Ελατιάς και Λιθανθρακοφόρο για τον γρανοδιορίτη Καβάλας Συµβόλου. Ιδιαίτερα για τον τελευταίο η ραδιοχρονολόγηση που έγινε σε ζιρκόνια έδωσε ηλικία Λιθανθρακοφόρο, ενώ η ραδιοχρονολόγηση σε µαρµαρυγίες έδωσε ηλικία Ολιγοκαινική. Αυτή η µεγάλη διαφορά ηλικίας στον ίδιο πλουτωνικό όγκο δείχνει ότι µέχρι τώρα οι ραδιοχρονολογήσεις δεν έχουν ξεκαθαρίσει το θέµα της αρχικής κρυστάλλωσης των πλουτωνιτών που ενδεχοµένως να ήταν παλαιότερη του Ηωκαίνου Ολιγοκαίνου. 9

Κεφάλαιο 1 Τα ηφαιστειακά πετρώµατα της µάζας της Ροδόπης είναι κυρίως ρυόλιθοι, ανδεσίτες, δακίτες και δολερίτες και κατανέµονται κατά το µεγαλύτερο µέρος τους σε δυο κύριες περιοχές εµφανίσεων: µια στην περιοχή Φερρών Σαππών του Έβρου και µια βόρεια της Ξάνθης στα ελληνοβουλγαρικά σύνορα. Η ηλικία της ηφαιστειότητας είναι ανάλογη µε τον πλουτωνισµό δηλαδή Ηωκαινική Ολιγοκαινική. (Durr et al. 1978, Fyticas te al. 1984, Σολδάτος 1985). 1.1.5 Τεκτονική δοµή της ευρύτερης περιοχής Η τεκτονική ανάλυση που έγινε στο κρυσταλλοσχιστώδες σε ορισµένες περιοχές της Ροδόπης, διαπίστωσε τρεις φάσεις πτυχώσεων των σχηµατισµών. (Papanikolaou & Panagopoulos 1981). Η πρώτη φάση προκάλεσε πτυχές ισοκλινείς, συµµεταµορφικές, γενικής αξονικής διεύθυνσης Β Ν και η ηλικία της υποθέτεται ότι είναι Παλαιοζωική σύγχρονη της πρώτης κύριας µεταµόρφωσης του κρυσταλλοσχιστώδους. Η δεύτερη φάση µε πτυχές υποισοκλινείς και άξονες διεύθυνσης ΒΑ Ν ως ΑΒΑ Ν συνοδεύεται από µια πολύ εµφανή γράµµωση που προέρχεται από την τοµή της Παλαιοζωικής φύλλωσης των πετρωµάτων µε µια δεύτερη σχιστότητα που συνόδευσε αυτή τη δεύτερη φάση πτυχώσεων. Οι δοµές της φάσης αυτής είναι εκείνες που κυριαρχούν στα πετρώµατα της Ροδόπης και τα περισσότερα πλουτωνικά σώµατα εµφανίζονται προσανατολισµένα κατά τη διεύθυνση των αξόνων αυτών κατέχοντας κυρίως τους πυρήνες των µεγααντικλίνων. Η τοποθέτηση αυτή των πλουτωνικών σωµάτων αποτελεί και ουσιαστικό κριτήριο για την ηλικία της φάσης πτυχώσεων που εξαρτάται και από την αρχική ηλικία των πλουτωνιτών. Εποµένως αν η αρχική ηλικία των πλουτωνιτών είναι πράγµατι Ηωκαινική Ολιγοκαινική, τότε και η δεύτερη φάση πτυχώσεων είναι της ίδιας ηλικίας, αν όµως όπως υπάρχουν υπόνοιες, η 10

Κεφάλαιο 1 αρχική κρυστάλλωση είναι Παλαιοζωική ή Ιουρασική Κρητιδική τότε και η πτύχωση θα είναι ανάλογης ηλικίας. Η τρίτη φάση πτυχώσεων έχει πτυχές ανοιχτές διεύθυνσης αξόνων Β ΝΑ (συνήθως 120º) που επαναπτυχώνουν τις προγενέστερες πτυχές. Η ηλικία της τρίτης φάσης πιστεύεται ότι είναι Τριτογενής, ίσως Ολιγοκαινική και µε αυτή µάλλον συνδέεται η µεγάλη εφιππευτική κίνηση της ενότητας Σιδηρόνερου πάνω στην ενότητα του Παγγαίου, η τεκτονική επαφή των οποίων συµπίπτει γενικά µε την αξονική διεύθυνση της τρίτης φάσης. Πολλές άλλες µικρότερης κλίµακας εφιππεύσεις και επωθήσεις που παρατηρούνται στη Ροδόπη έχουν επίσης την ίδια διεύθυνση. Οι φάσεις πτυχώσεων που περιγράφηκαν επιβεβαιώνουν την άποψη ότι η µάζα της Ροδόπης επηρεάστηκε από τις Αλπικές παραµορφώσεις, ανεξάρτητα από την ηλικία των µεταµορφωµένων πετρωµάτων. 1.1.6 Ενεργός τεκτονική και σεισµική επικινδυνότητα της ευρύτερης περιοχής Η σεισµική δραστηριότητα στο βόρειο Αιγαίο είναι αρκετά έντονη, αφορά όµως κυρίως υποθαλάσσιους σεισµούς. Ο αριθµός των σεισµικών επικέντρων στην ανατολική Μακεδονία και Θράκη είναι σχετικά µικρός (σχήµα 1.4). Οι πιο γνωστοί σεισµοί που έχουν καταγραφεί στην ευρύτερη περιοχή είναι οι ακόλουθοι (Παπαζάχος και Παπαζάχου 2002): Στην περιοχή της ράµας: το 1713 µεγέθους Μ = 6,4, το 1829 µεγέθους Μ = 7,3, το 1839 µεγέθους Μ = 6,1, το 1867 µεγέθους Μ = 6,0. Στην Κοµοτηνή: το 1784 µεγέθους Μ = 6,7. Στο Παγγαίο: το 52 π. Χ. µεγέθους Μ = 6,0, το 597 µεγέθους 6,7, το 620 µεγέθους 6,8. 11

Κεφάλαιο 1 Πληρότητα 8.3 >Μ > 8.0, 550ΒC-1995 8.0 >Μ> 7.3,1500-1995 7.3 >Μ> 6.5,1845-1995 6.5 >Μ> 5.5, 1911-1995 5.5 >Μ> 5.0, 1950-1995 5.0 >Μ> 4.5, 1970-1995 Σχήµα 1.4 Χάρτης επικέντρων επιφανειακών σεισµών στην Ελλάδα και στις γύρω περιοχές (Papazachos C. 1999). 12

Κεφάλαιο 1 Σχήµα 1.5 Τα κύρια ρήγµατα των επιφανειακών σεισµών του Ελληνικού χώρου οι οποίοι έγιναν κατά τους ιστορικούς χρόνους (480 π. Χ. 2001) στην Ελλάδα και τις γύρω περιοχές (Παπαζάχος και συνεργάτες 2001). Από το σχήµα 1.5 που αποτελεί το χάρτη των κύριων ρηγµάτων των επιφανειακών σεισµών στον Ελλαδικό χώρο, γίνεται αντιληπτό µε ποια ρήγµατα συνδέονται οι παραπάνω καταγεγραµµένοι σεισµοί. Υπάρχει ένα ρήγµα στο Παγγαίο και άλλα δυο στην περιοχή της Ξάνθης και της Κοµοτηνής. Παρόλο που η περίοδος επαναδραστηριοποίησης είναι µεγάλη µε βάση τα ιστορικά και σεισµολογικά δεδοµένα, ένας σεισµός στην περιοχή είναι πιθανόν να γίνει, όταν µάλιστα αυτός µπορεί να συσχετιστεί µε το ρήγµα της 13

Κεφάλαιο 1 Ανατολίας. Ιδιαίτερη αναφορά πρέπει να γίνει και για τη λεκάνη της Μυγδονίας στη βόρεια Χαλκιδική, µια περιοχή που παρουσιάζει έντονη σεισµική δραστηριότητα και γειτνιάζει µε την ευρύτερη περιοχή της Καβάλας όπου πραγµατοποιείται το έργο. Πολλοί και µεγάλοι σεισµοί έχουν προκληθεί από τη λεκάνη της Μυγδονίας όπως και ο µεγάλος καταστρεπτικός σεισµός της Θεσσαλονίκης το 1978 µε µέγεθος 6,5, στη Βόλβη το 677 µεγέθους Μ = 6,4, στο Στίβο το 700 µε µέγεθος Μ = 6,5, το 1430 µε µέγεθος 6,0 και το 1978 µε µέγεθος 6,5. Τα φαινόµενα της λεκάνης της Μυγδονίας συνδέονται και αυτά µε το ρήγµα της Ανατολίας. Σύµφωνα µε τον Ελληνικό Αντισεισµικό Κανονισµό (ΕΑΚ - 2000), ο ελληνικός χώρος χωρίζεται σε τρεις ζώνες σεισµικής επικινδυνότητας (σχήµα 1.6). Η περιοχή µελέτης ανήκει στη σεισµική ζώνη I µε τιµή σεισµικής επιτάχυνσης εδάφους α = 0,16g. Επιπλέον µε βάση τον ίδιο κανονισµό γίνεται και κατηγοριοποίηση των γεωλογικών σχηµατισµών σε σχέση µε την σεισµική επικινδυνότητα. Καθορίστηκαν πέντε κατηγορίες πετρωµάτων εδαφών θεµελίωσης Α, Β, Γ, και Χ µε περισσότερο επικίνδυνη την τελευταία. Για τους σχηµατισµούς που δοµούν την περιοχή µελέτης, η ταξινόµηση φαίνεται στον επόµενο πίνακα: Σεισµική επικινδυνότητα Α Β Γεωλογικός σχηµατισµός Μάρµαρα, γνεύσιοι, γρανίτες Αλλουβιακά ριπίδια, πλευρικά κορήµατα και κώνοι κορηµάτων, αποθέσεις Νεογενούς 14

Κεφάλαιο 1 Σχήµα 1.6 Ο νέος χάρτης σεισµικής επικινδυνότητας της Ελλάδας (2004) µε τρεις ζώνες. 1.1.7 Γενικά υδρογεωλογικά στοιχεία των γεωλογικών σχηµατισµών της ευρύτερης περιοχής Η εξεταζόµενη περιοχή δοµείται από µεταµορφωµένα πετρώµατα όπως γνεύσιους, σχιστόλιθους, γνευσιοσχιστόλιθους και µάρµαρα. Τα πετρώµατα αυτά παρουσιάζουν ένα ασήµαντο πρωτογενές και ένα πολύ πιο σηµαντικό, µέχρι µικρό βάθος, δευτερογενές πορώδες (ρωγµές). Πάντα όµως απαιτείται 15

Κεφάλαιο 1 µια λεπτοµερής πετρογραφική εξέταση, ώστε να καθοριστεί η υδρογεωλογική συµπεριφορά τους. Το πρωτογενές πορώδες των συµπαγών, χωρίς διάβρωση ή αποσάθρωση, µεταµορφωµένων πετρωµάτων είναι µικρότερο του 3% και συνήθως µικρότερο του 1% (Krynine Judd, 1957). Οι ελάχιστοι πόροι των πετρωµάτων είναι µικροί σε µέγεθος και γενικά δεν επικοινωνούν µεταξύ τους. Οι υδραυλικές αγωγιµότητες κατά συνέπεια είναι πρακτικά αµελητέες. Όµως οι διαρρήξεις και οι ρωγµατώσεις, σε συνδυασµό και µε την αποσάθρωση, δηµιουργούν συχνά αξιόλογη υδραυλική αγωγιµότητα και πορώδες. Κάποιες εργαστηριακές τιµές προσδιορισµού της υδραυλικής αγωγιµότητας πάνω σε υγιή, χωρίς τεκτονισµό ή ρωγµάτωση, µεταϊζηµατογενή πετρώµατα έδωσαν τιµές της τάξης του 10-10 m/sec (Stuart Brown Rhodehamel, 1954). Οι αντίστοιχες τιµές από αντλητικές δοκιµασίες ήταν της τάξης του 10-7 m/sec, ενώ η υδραυλική αγωγιµότητα παράλληλα προς τη διεύθυνση των στρωµάτων ήταν 2 3 φορές µεγαλύτερη από την παραπάνω τιµή. Οι διαρρήξεις που δεν συνδέονται µε εκφρασµένη µετακίνηση, δηµιουργούν µικρή µόνο αύξηση του συνολικού πορώδους. Οι ρωγµές είναι συνήθως κλειστές και το εύρος τους σπάνια ξεπερνάει τα 2 mm. Οι παροχές δείχνουν ότι η υδραυλική αγωγιµότητα που δηµιουργείται από τη ρωγµάτωση σε υγιή πετρώµατα, κυµαίνεται ανάµεσα στα 10-8 και 10-4 m/sec. Μικροσκοπικά, η υδραυλική αγωγιµότητα κυµαίνεται από 0 σχεδόν στα συµπαγή πετρώµατα, µέχρι 10-3 m/sec κατά µήκος των ζωνών έντονων διαρρήξεων. Λόγω του προσανατολισµού των διαρρήξεων σε µια κατά κανόνα διεύθυνση, η υδραυλική αγωγιµότητα των πετρωµάτων αυτών παρουσιάζει έντονη ανισοτροπία. Γενικά στα µεταµορφωµένα πετρώµατα το βάθος της αποσάθρωσης συνήθως είναι µικρότερο από 15 m. Σε περιοχές όµως µε υγρές και τροπικές κλιµατικές συνθήκες µπορεί να ξεπεράσει τα 100 m. Το πορώδες αυξάνει από 1% σε 35% ή και περισσότερο. Όµως ελαττώνεται µε το βάθος, συγχρόνως µε την ελάττωση και του βαθµού αποσάθρωσης. Η µεγαλύτερη πάντως 16

Κεφάλαιο 1 υδροπερατότητα απαντά στο µέτρια αποσαθρωµένο πέτρωµα, όπου η δηµιουργία αργιλικών ορυκτών δεν είναι σηµαντική. Το πορώδες ελαττώνεται µε το βάθος στις ζώνες όπου τα πετρογενετικά ορυκτά είναι ελάχιστα εξαλλοιωµένα. Πολύ κοντά στο υγιές υπόβαθρο και σε απόσταση µερικών δεκάδων εκατοστόµετρων από αυτό, τα ορυκτά είναι ελάχιστα ενυδατωµένα, αλλά αυτό είναι αρκετό για να προκαλέσει διαφορική διόγκωση µεταξύ των κόκκων τους, γεγονός που δηµιουργεί πορώδες της τάξης του 2 10%. Γενικά η µεγαλύτερη υδραυλική αγωγιµότητα απαντάται µέσα στην περιοχή της µερικής αποσύνθεσης του πετρώµατος. Στο κατώτερο τµήµα του αποσαθρωµένου πετρώµατος, η υδραυλική αγωγιµότητα έχει περίπου το ίδιο µέγεθος όπως και στο υγιές πέτρωµα. Η µεταβολή της υδραυλικής αγωγιµότητας µε το βάθος στα µεταµορφωµένα πετρώµατα είναι άµεση. Το k ελαττώνεται µε το βάθος πολύ γρήγορα (Davis Turk 1964, Dingman et al. 1954, Le Grand 1962). Αυτή η µείωση οφείλεται στην συνδυασµένη επίδραση του βάρους των υπερκείµενων πετρωµάτων και της τάσης των επιφανειακών διαταράξεων να διεισδύουν σε µικρή µόνο απόσταση µέσα στη µάζα του πετρώµατος. Αρµοί, ρωγµές, διαρρήξεις τείνουν να κλείσουν στο βάθος, λόγω του υπερκείµενου βάρους. Παρά ταύτα και στα µεγάλα βάθη ακόµη το πορώδες δε µηδενίζεται και έχει αποδειχτεί από υπόγειες µεταλλευτικές εργασίες, ότι αν και µειώνεται σηµαντικά, εξακολουθεί να µεταβιβάζει το νερό. Επιφανειακές διαταράξεις που δηµιουργούν υδραυλική αγωγιµότητα είναι οι κατολισθήσεις, οι καταπτώσεις βράχων, οι διαβρώσεις και η εκσκαφή των υποκείµενων πετρωµάτων, η χηµική αποσάθρωση, το ριζικό σύστηµα των φυτών, η ψύξη του νερού στις ρωγµές και λοιπές ανθρώπινες δρατηριότητες. Όσον αφορά τα µάρµαρα, αυτά υπόκεινται στις αρχές της καρστικής υδρογεωλογίας. Η ροή που επικρατεί στο καρστικό σύστηµα είναι αυτή του αγωγού, µε τη µορφή των προνοµιακών υδρορευµάτων. Επειδή ο όγκος των κενών είναι της τάξης του 0,7 3% κατά µέσο όρο, η ροή του νερού θα ήταν πρακτικά αδύνατη αν το πιο πάνω πορώδες ήταν οµοιόµορφα 17

Κεφάλαιο 1 κατανεµηµένο σε κάθε m 3 καρστικής µάζας. Αυτό όµως δεν συµβαίνει µε αποτέλεσµα να παρατηρούνται προνοµιακές κατευθύνσεις µεγάλων ταχυτήτων ροής. Η υδραυλική αγωγιµότητα και ο όγκος των κενών στα βραχώδη πετρώµατα είναι βασικά φυσικά µεγέθη που αλλάζουν ανάλογα µε τη φύση των ασυνεχειών. Και τα δυο µεγέθη αυξάνουν, όσο οι διαστάσεις και η πυκνότητα των αγωγών µεγαλώνουν. Η υδραυλική αγωγιµότητα γενικά ελαττώνεται µε το βάθος ακολουθώντας έναν εκθετικό νόµο. Γενικά οι τιµές της υδροπερατότας στα καρστικά συστήµατα επηρεάζονται πολύ από την ανισοτροπία και την ετερογένεια του συστήµατος. Κυµαίνονται πάντως γύρω στο 10-4 m/sec (Brown Konoplyatsev et al., 1977). 1.2 Γεωλογικές συνθήκες της εγγύτερης περιοχής κατασκευής της σήραγγας Συµβόλου 1.2.1 Περιγραφή γεωλογικών σχηµατισµών Οι χαλαρές επιφανειακές αποθέσεις εντοπίζονται στα σηµεία των στοµίων εισόδου και εξόδου και αυτές είναι: Αλλουβιακοί σχηµατισµοί. Περιλαµβάνουν επιφανειακά χαλαρά γεωυλικά εδαφικής υφής, µεταφερµένα από χείµαρρους και ποτάµια. Πρόκειται για ποτάµιες αποθέσεις, αναβαθµίδες και αποθέσεις κοιλάδας που δοµούνται από καστανές αµµοϊλύες µε χάλικες γνευσίων και µαρµάρων, άµµους,ιλύες και αργίλους µε έντονη την παρουσία της αργιλικής κύριας µάζας. Παρουσιάζουν γενικά συνεκτική και κατά τόπους χαλαρή δοµή. Χαρακτηρίζονται από περιορισµένη αντοχή, σχετικά µεγάλη παραµορφωσιµότητα και µέτρια περατότητα. Κολουβιακοί σχηµατισµοί. Περιλαµβάνουν επιφανειακά χαλαρά γεωυλικά εδαφικής υφής σκούρου καστανού χρώµατος. Πρόκειται για 18

Κεφάλαιο 1 κορήµατα και προϊόντα µετακίνησης πλαγιάς ή παλαιών µικρών κατολισθήσεων µε λατύπες, χαλίκια, άµµους, ιλύες και αργίλους µε έντονη παρουσία αργιλικής µάζας. Παρουσιάζουν συνεκτική και κατά τόπους χαλαρή δοµή. Φέρουν περιορισµένη αντοχή, σχετικά µεγάλη παραµορφωσιµότητα και µέτρια περατότητα. Ελουβιακοί σχηµατισµοί. Περιλαµβάνουν επιφανειακά χαλαρά γεωυλικά εδαφικής υφής. Πρόκειται για µανδύες αποσάθρωσης του κρυσταλλικού σχιστολιθικού υποβάθρου που δοµούνται από τεµάχη, λατύπες, χαλίκια, άµµους και αργίλους µε συνεκτική και κατά τόπους χαλαρή δοµή. Χαρακτηρίζονται από περιορισµένη αντοχή, σχετικά µεγάλη παραµορφωσιµότητα και µικρή περατότητα. Κατά τη διάνοιξη του δεξιού κλάδου της σήραγγας του Συµβόλου, τα πετρώµατα που συναντήθηκαν ήταν: Από την Χ.Θ. 35 + 675 ως την Χ.Θ. 35 + 722. Πρόκειται για έντονα κατακερµατισµένο και αποσαρθρωµένο γνεύσιο και γνευσιακό σχιστόλιθο. Οι ασυνέχειες της αποσαθρωµένης βραχόµαζας πληρούνται µε αργιλικό υλικό. Η σχιστότητα στρώση έχει τιµές κλίσης/διεύθυνσης κλίσης 10º - 26º/ 350º - 000º. Σε αρκετά µέτωπα εκσκαφής παρατηρήθηκαν γρανιτικές διεισδύσεις. Από την Χ.Θ. 35 + 722 ως 35 + 950. Στα πρώτα 30 m περίπου του διαστήµατος παρατηρήθηκε έντονα κερµατισµένος και ελαφρά ως πολύ αποσαθρωµένος στρωσιγενής γνεύσιος. Οι ασυνέχειες της βραχόµαζας πληρούνται µε αργιλικό υλικό. Στα επόµενα 150 m η ποιότητα της βραχόµαζας βελτιώνεται. Πρόκειται για γνεύσιους, οφθαλµογνεύσιους, στρωσιγενείς γνευσιακούς σχιστόλιθους, συµπαγείς ως τοπικά κερµατισµένους, υγιείς ως ελαφρά αποσαθρωµένους. Στα τελευταία 35 m µέτρα η βραχόµαζα υποβαθµίζεται ποιοτικά σε µια ζώνη κατακερµατισµένων και διατµηµένων πετρωµάτων. Πρόκειται για εναλλαγές κερµατισµένων και αποσαθρωµένων στρωσιγενών γνευσίων γνευσιακών σχιστόλιθων και κάποιων φακών µαρµάρων. 19

Κεφάλαιο 1 Από την Χ.Θ. 35 + 950 ως 36 + 075. Στο διάστηµα αυτό παρατηρήθηκαν εναλλαγές στρωµάτων φακών µαρµάρων και γνευσιακών σχιστόλιθων υγιών ως έντονα αποσαθρωµένων, σπασµένων ως έντονα κατακερµατισµένων. Από Χ.Θ. 36 + 076 ως 36 + 142. Καταγράφηκε ένας µεγάλος φακός µαρµάρου παχυστρωµατώδης, υγιής ως ελαφρά αποσαθρωµένος µε τρία κύρια συστήµατα ασυνεχειών. Από Χ.Θ. 36 + 142 ως 36 + 586. Παρατηρήθηκαν εναλλαγές στρωµάτων φακών µαρµάρων γνευσίων και γνευσιακών σχιστόλιθων υγιών ως έντονα αποσαθρωµένων, σπασµένων ως έντονα κατακερµατισµένων. Η κλίση και η διεύθυνση κλίσης κυµαίνεται από 15º/330º ως 16º/170º. Από Χ.Θ. 36 + 586 ως 36 + 790. Παρατηρήθηκε ένας έντονα κατακερµατισµένος στρωσιγενής γνεύσιος γνευσιακός σχιστόλιθος, φτωχής ποιότητας. Το εσωτερικό των ασυνεχειών είναι πληρωµένο µε αργιλικό υλικό. Επίσης καταγράφηκαν µικρές εµφανίσεις µαρµάρων αλλά και γρανιτικές διεισδύσεις. Πρόκειται για µια ζώνη διατµηµένων και κατακερµατισµένων πετρωµάτων λόγω τεκτονισµού. 1.2.2 Υδρογεωλογικές συνθήκες σχηµατισµών της περιοχής κατασκευής της σήραγγας Οι υδρογεωλογικές συνθήκες που επικρατούν στην ευρύτερη περιοχή της σήραγγας, διερευνώνται κυρίως µε βάση την υπαίθρια παρατήρηση και την αξιολόγηση της υδρολιθολογίας των σχηµατισµών που απαρτίζουν τους ορεινούς όγκους. Προς αυτήν την κατεύθυνση, λήφθηκαν υπόψη για την εκτίµηση της υδροπερατότητας των γεωλογικών σχηµατισµών και πιεζοµετρικά στοιχεία από ερευνητικές γεωτρήσεις κατά µήκος της σήραγγας, 20

Κεφάλαιο 1 οι οποίες πραγµατοποιηθήκαν στο στάδιο της προµελέτης καθώς και η παροχή των γύρω πηγών. 1. Υδρολιθολογία Οι γεωλογικοί σχηµατισµοί που απαντώνται στην ευρύτερη περιοχή της σήραγγας, διακρίνονται στους χαλαρούς του επιφανειακού επικαλύµµατος και στους βραχώδεις του γεωλογικού υποβάθρου µε τα ακόλουθα υδρολιθολογικά χαρακτηριστικά: Εδαφικοί σχηµατισµοί: Eλουβιακοί, Κολουβιακοί, Αλλουβιακοί σχηµατισµοί. Αποτελούνται από λατύπες, κροκάλες και χαλίκια µε αργιλικό συνδετικό υλικό. Οι αποθέσεις αυτές χαρακτηρίζονται από τοπικά µικρής, γενικά ενδιάµεσης έως τοπικά µεγάλης περατότητας, ενώ η αργιλική τους κύρια µάζα µειώνει την υδροπερατότητά τους. Συναντώνται µόνο στα στόµια εισόδου σε πάχος έως 10m και τοπικά της εξόδου, γεγονός που τα καθιστά γενικά µικρής σηµασίας. Βραχώδεις σχηµατισµοί: Γνεύσιοι και γνευσιακοί σχιστόλιθοι. Γενικά θεωρούνται πετρώµατα µικρής έως ενδιάµεσης περατότητας. Κατά θέσεις είναι έντονα κατακερµατισµένοι και αναπτύσσουν ένα δευτερογενές πορώδες, το οποίο τους καθιστά σχηµατισµούς ενδιάµεσης ή µεγάλης περατότητας. Μάρµαρα. Τα µάρµαρα εµφανίζονται ως φακοί µέσα στους γνευσίους σχιστολιθικούς γνευσίους, άλλοτε πλήρως εγκυβωτισµένοι, άλλοτε µε µια λεπτή ζώνη αποσάθρωσης στο όριό τους, γεγονός που σχετίζεται µε τοπική υπόγεια κυκλοφορία νερού µέσω του δικτύου των ασυνεχειών. Γενικά τα µάρµαρα θεωρούνται σχηµατισµοί µεγάλης περατότητας όταν έχουν υδραυλική διέξοδο στον περιβάλλοντα χώρο και σχετικά µικρής περατότητας όταν είναι πλήρως εγκλωβισµένα / εγκυβωτισµένα πλευρικά σε αδιαπέρατους 21

Κεφάλαιο 1 σχηµατισµούς. Σε περίπτωση που κυκλοφορεί υπόγειο νερό στα µάρµαρα µέσω δικτύου ασυνεχειών, έχουµε ως αποτέλεσµα την ανάπτυξη καρστικών φαινοµένων στους φακούς µαρµάρου. Γρανίτης. Γενικά ο γρανίτης συναντάται µε τη µορφή φλεβιδίων και χαρακτηρίζεται ως πέτρωµα µε ιδιαίτερο υδρογεωλογικό ενδιαφέρον. Συχνά παρουσιάζει αυξηµένο δευτερογενές πορώδες, οπότε συµπεριφέρεται ως συλλεκτήριος αγωγός νερού. Η υδροπερατότητά του αυξάνεται καθώς αποσαθρώνεται. 2. Πιεζοµετρία: Το συµπέρασµα που εξάγεται από τα αποτελέσµατα µετρήσεων της στάθµης των πιεζοµέτρων των ερευνητικών γεωτρήσεων που πραγµατοποιήθηκαν πριν από τη διάνοιξη της σήραγγας, είναι ότι στην περιοχή του στοµίου εισόδου της σήραγγας δε διαµορφώνεται µόνιµος υδροφόρος ορίζοντας στο επίπεδο της σήραγγας, αλλά χαµηλότερα και η υδατοπερατότητα του σχηµατισµού είναι ενδιάµεση. Επιπλέον, φαίνεται ότι ο υδροφόρος ορίζοντας στην περιοχή της σήραγγας αναπτύσσεται λίγα έως λίγες δεκάδες το πολύ µέτρα πάνω από την κλείδα της σήραγγας στο κεντρικό µεγαλύτερο µέρος της και στην έξοδο. 3. Πηγές: Στην ευρύτερη περιοχή µελέτης της σήραγγας η παρουσία του µαρµάρου σηµατοδοτεί την παρουσία αρκετών πηγών µε κυµαινόµενη παροχή. Στοιχεία που παρθηκαν από την προκαταρκτική µελέτη, πριν τη διάνοιξη της σήραγγας, µαρτυρούν, περίπου 1km ανατολικά της χάραξης, την παρουσία σωµάτων µαρµάρου µε περιορισµένη ανάπτυξη, που λόγω των καρστικών αγωγών που έχουν δηµιουργηθεί µέσα σε αυτά, δίνουν 3 πηγές µικρής παροχής της τάξης 22

Κεφάλαιο 1 των 25 30m 3 /h. Κατά τη θερινή περίοδο η παροχή τους µειώνεται σηµαντικά έως και 5m 3 /h. Aνατολικότερα, στην περιοχή Κοκκινοχώµατα της Καβάλας, όπου τα µάρµαρα παρουσιάζουν σηµαντικό πάχος και επιφανειακή εξάπλωση, η παροχή των αντίστοιχων πηγών αυξάνεται µέχρι και τα 1200m 3 /h. 23

Κεφάλαιο 2 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ - ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗΣ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ 2.1 Εισαγωγή Σε όλες τις περιπτώσεις κατασκευής τεχνικών έργων, συµπεριλαµβανοµένης και της κατασκευής σηράγγων, είναι απαραίτητος ο προσδιορισµός και η περιγραφή της βραχόµαζας και της ποιότητας της. Ως επί το πλείστον, η βραχόµαζα δεν παρουσιάζει κοινά χαρακτηριστικά σε όλη την έκτασή της. οµείται από διαφορετικούς πετρογραφικούς σχηµατισµούς, έχει κατά θέσεις διαφορετικό βαθµό αποσάθρωσης και τα τεκτονικά της στοιχεία ρήγµατα και συστήµατα ασυνεχειών την διαφοροποιούν επιπλέον λόγω των ειδικών τους στοιχείων κατά τόπους. Αποτέλεσµα αυτών είναι η βραχόµαζα να συµπεριφέρεται ανοµοιογενώς, ασυνεχώς και ανισοτρόπως. Σκοπός της περιγραφής της βραχόµαζας είναι η ακριβής προσέγγιση των ποιοτικών και µηχανικών χαρακτηριστικών της καθώς και της ταξινόµησης της, µε βάση αυτά τα χαρακτηριστικά, ώστε να είναι εφικτή η ορθή εκτίµηση των µέτρων υποστήριξης που πρόκειται να χρησιµοποιηθούν για την ενίσχυση και την υποστήριξη της κατασκευής. Για να γίνει σωστή εκτίµηση των µηχανικών παραµέτρων της βραχόµαζας, διαχωρίζεται αυτή σε κατηγορίες (οµοιογενείς ζώνες) και στη συνέχεια γίνεται υπολογισµός των παραµέτρων για την κάθε κατηγορία. Υπάρχουν πολλές και ποικίλες µέθοδοι ταξινόµησης της βράχόµαζας. Στην παρούσα µελέτη θα χρησιµοποιηθεί η ταξινόµηση κατά Bieniawski και η ταξινόµηση κατά GSI (Tallon, 1982). 24

Κεφάλαιο 2 2.2 Σύστηµα γεωτεχνικής ταξινόµησης της βραχόµαζας µε τη µέθοδο RMR (Bieniawski, 1989) 2.2.1 Γενικά Το σύστηµα ταξινόµησης RMR (Rock Mass Rating) προτάθηκε από τον Bieniawski το 1976. Στη συνέχεια µε κάποιες τροποποιήσεις ως προς την προσθήκη νέων στοιχείων και αλλαγή στη βαθµονόµηση διαφορετικών παραµέτρων, έλαβε την τελική του µορφή, η οποία παρουσιάστηκε το 1989. Σε αυτό το σύστηµα η ταξινόµηση της βραχόµαζας γίνεται µε τη βοήθεια έξι παραµέτρων, κάθε µια από τις οποίες λαµβάνει µια τιµή. Το άθροισµα αυτών των τιµών αποτελεί το δείκτη ταξινόµησης RMR. Οι παράµετροι αυτοί είναι οι παρακάτω: 1) Αντοχή πετρώµατος. Αναφέρεται στην αντοχή του πετρώµατος σε µοναξονική θλίψη και υπολογίζεται ως ο λόγος του επιβαλλόµενου φορτίου δια της επιφάνειας επιβολής του φορτίου αυτού. Γίνεται είτε σε κυλινδρικά, είτε σε κυβικά δοκίµια. Ως ταχύτερη και ευκολότερη µέθοδος χρησιµοποιείται πολλές φορές το σφυρί αναπήδησης Schmidt, τα αποτελέσµατα του οποίου ανάγονται σε τιµές αντοχής σε µοναξονική θλίψη (Mpa, kg/cm 2 ) µε τη βοήθεια νοµογραµµάτων. Η περιγραφική ταξινόµηση των πετρωµάτων ανάλογα µε την αντοχή τους γίνεται σύµφωνα µε τους παρακάτω χαρακτηρισµούς: Αντοχή Χαρακτηρισµός >250 Mpa Πολύ υψηλή αντοχή 100 250 Mpa Υψηλή αντοχή 50 100 Mpa Μέση αντοχή 25 50 Mpa Μέτρια αντοχή 25

Κεφάλαιο 2 5 25 Mpa Μικρή αντοχή 1 5 Mpa Πολύ µικρή αντοχή 2) είκτης κερµατισµού βραχόµαζας, RQD. Ο δείκτης ποιότητας βραχοµάζας ή αλλιώς δείκτης κερµατισµού της βραχοµάζας RQD, αποτελεί µια ποσοτική εκτίµηση του κερµατισµού της βραχοµάζας µε βάση πυρήνες δειγµατοληπτικών γεωτρήσεων. Ορίζεται ως ο λόγος του αθροίσµατος του συνολικού µήκους των τεµαχών της γεώτρησης µε µήκος µεγαλύτερο των 10 cm, προς το συνολικό µήκος του πυρήνα, εκφρασµένος σε ποσοστό %: Σχήµα 2.1 Τρόπος µε τον οποίο µετράµε τα µήκη των πυρήνων για να προσδιορίσουµε το RQD. 26

Κεφάλαιο 2 Είναι ο συνηθέστερα χρησιµοποιούµενος δείκτης περιγραφής της βραχόµαζας και ανάλογα µε την τιµή του η βραχόµαζα χαρακτηρίζεται ως εξής: RQD (%) Χαρακτηρισµός βραχόµαζας 100 90 Άριστη 90 75 Καλή 75 50 Μέτρια 50 25 Κακή 25-0 Πολύ κακή Σε περίπτωση όπου στην περιοχή κατασκευής ενός έργου δεν υπάρχουν δειγµατοληπτικές γεωτρήσεις και τα µόνα στοιχεία που υπάρχουν για τη βραχοµάζα προέρχονται από την επιφάνεια, τότε ο RQD υπολογίζεται απ τον εµπειρικό τύπο του Palmstrom (1982) RQD = 115 3,3 J v Όπου J v = το σύνολο όλων των διακλάσεων ανά τρέχον µέτρο ευθείας παρατήρησης. 3) Απόσταση µεταξύ των ασυνεχειών. Αναφέρεται στη µέση κάθετη απόσταση γειτονικών επιφανειών ασυνέχειας, που ανήκουν στην ίδια οµάδα (είδος - διεύθυνση), σύµφωνα µε τον ακόλουθο χαρακτηρισµό: Απόσταση Χαρακτηρισµός >2 m Πολύ αραιή 0,6 2 m Αραιή 27

Κεφάλαιο 2 200 600 mm Μέτρια 60 200 mm Πυκνή <60 mm Πολύ πυκνή 4) Κατάσταση ασυνεχειών. Περιλαµβάνει τα κάτωθι στοιχεία: Α) Ανάπτυξη ασυνεχειών. Αφορά το µήκος του ίχνους της ασυνέχειας στην επιφάνεια του πετρώµατος µε την εξής κατάταξη: Ανάπτυξη Χαρακτηρισµός <1 m Πολύ λίγη 1 3 m Λίγη 3 10 m Μέση 10 20 m Υψηλή >20 m Πολύ υψηλή Β) ιαχωρισµός ασυνεχειών. Αναφέρεται στην κάθετη απόσταση µεταξύ των τοιχωµάτων της ασυνέχειας. Η κατάταξη είναι: Άνοιγµα Χαρακτηρισµός <0,1 mm Κλειστές 0,1 1,0 mm Μέτρια ανοιχτές 1 5 mm Ανοιχτές διακλάσεις >5 mm Πολύ ανοιχτές Γ) Τραχύτητα επιφανειών ασυνεχειών. Αναφέρεται στην τραχύτητα της επιφάνειας ασυνέχειας η οποία συντελεί στην αύξηση της γωνίας τριβής κατά 28

Κεφάλαιο 2 µήκος της επιφάνειας ασυνέχειας. Η κατάταξη περιλαµβάνει τις κατηγορίες: Πολύ τραχείες, Τραχείες, Ελαφρώς τραχείες, Λείες, ιατµηµένες. ) Υλικό πλήρωσης ασυνεχειών. Αναφέρεται στο υλικό που γεµίζει το κενό της ασυνέχειας. Συνήθως το υλικό παρουσιάζει µικρότερη αντοχή από το πέτρωµα. Συνήθη υλικά πλήρωσης είναι άµµος, ιλύς, άργιλος, λατυποπαγή κ.α. Η κατάταξη περιλαµβάνει τις κατηγορίες: Πολύ κλειστές <5 mm Σκληρό υλικό >5 mm Σκληρό υλικό <5 mm Μαλακό υλικό >5 mm Μαλακό υλικό Ε) Πέτρωµα στις παρειές των ασυνεχειών. Αναφέρεται στην αποσάθρωση του πετρώµατος στις παρειές των ασυνεχειών. Η κατάταξη περιλαµβάνει τις κατηγορίες: Υγιές, Ελαφρώς αποσαθρωµένο, Μετρίως αποσαθρωµένο, Πολύ αποσαθρωµένο, Πλήρως αποσαθρωµένο. 5) Το υπόγειο νερό. Η παρουσία του υπογείου νερού, επηρεάζει δυσµενώς τα µηχανικά χαρακτηριστικά της βραχόµαζας, κυρίως όταν αυτές έχουν µικρή αντοχή µε σηµαντική εξαλλοίωση κατά µήκος των ασυνεχειών (αργιλικό υλικό) και σηµαντική αποσάθρωση. Σε τέτοιες περιπτώσεις η παρουσία του νερού προκαλεί διόγκωση των αργιλικών ορυκτών, υποβάθµιση της συνοχής και µείωση της γωνίας εσωτερικής τριβής. Σε βραχόµαζες χωρίς ιδιαίτερη αποσάθρωση η αρνητική επιρροή του νερού είναι µικρή, εκτός αν υπάρχει µεγάλη διαπερατότητα. Οι συνθήκες που εµφανίζονται είναι: Τελείως ξηρές, Ύφυγρη, Υγρή, Στάγδην και όταν υπάρχει ροή, χαρακτηρίζεται ως Χαµηλή, Μέση και Υψηλή. 29

Κεφάλαιο 2 6) Προσανατολισµός ασυνεχειών. Αναφέρεται στον προσανατολισµό της διεύθυνσης και κλίσης ασυνεχειών και τεκτονικών στοιχείων, ως προς τον άξονα κατασκευής της σήραγγας ώστε να εκτιµηθεί η ευστάθειά της. Ανεξάρτητα από παράταξη Γωνία κλίσης Εκτίµηση 0º - 20º υσµενής Παράταξη παράλληλη προς τον άξονα της σήραγγας Γωνία κλίσης Εκτίµηση 45º - 90º Πολύ δυσµενής 20º - 45º Μέτρια Παράταξη κάθετη στον άξονα της σήραγγας ιάνοιξη σύµφωνα µε την κατεύθυνση βύθισης Γωνία κλίσης Εκτίµηση 45º - 90º Πολύ ευνοϊκή 20º - 45º Ευνοϊκή ιάνοιξη αντίθετα µε την κατεύθυνσης βύθισης Γωνία κλίσης Εκτίµηση 45º - 90º Μέτρια 20º - 45º υσµενής Πίνακας 2.1 Επίδραση προσανατολισµού των διακλάσεων στην ευστάθεια σηράγγων. Κατά την εφαρµογή αυτού του συστήµατος ταξινόµησης, η βραχόµαζα χωρίζεται σε συγκεκριµένο αριθµό δοµικών περιοχών µε ίδιες τιµές RMR, που 30

Κεφάλαιο 2 καθορίζονται συνήθως από τον πετρογραφικό τύπο και ίσως συµπίπτουν και µε κάποιες τεκτονικές δοµές. Στο σύστηµα ταξινόµησης RMR (Bieniawski, 1989), δίνονται οι περιγραφές και οι αντίστοιχες τιµές βαθµονόµησης όλων των παραπάνω παραµέτρων. Οι βαθµοί κάθε παραµέτρου αθροίζονται και δίνουν την τελική τιµή του RMR. Με βάση αυτή την τιµή γίνεται ο χαρακτηρισµός της ποιότητας της βραχόµαζας σύµφωνα µε τον επόµενο πίνακα 2.2. Συνολικά το σύστηµα RMR µε το σύνολο των παραµέτρων και τις τιµές βαθµονόµησης, παρουσιάζεται στον πίνακα 2.3. Τάξη βραχόµαζας Ποιότητα βραχόµαζας Τιµή RMR I Πολύ καλή 80 100 II Καλή 61 80 III Μέτρια 41 60 IV Φτωχή 21 40 V Πολύ φτωχή 0-20 Πίνακας 2.2 Ποιότητα βραχόµαζας σύµφωνα µε την γεωτεχνική ταξινόµηση κατά RMR. 31

Κεφάλαιο 2 Πίνακας 2.3 Ποιότητα βραχοµάζας σύµφωνα µε τη γεωτεχνική ταξινόµηση κατά RMR. 32

Κεφάλαιο 2 2.2.2 Γεωτεχνική ταξινόµηση των πετρωµάτων της σήραγγας Συµβόλου µε τη µέθοδο RMR (1989) Η ταξινόµηση της βραχόµαζας µε τη µέθοδο RMR, για τη σήραγγα του Συµβόλου, έγινε ξεχωριστά σε κάθε βήµα και για κάθε µέτωπο εκσκαφής. Οι παράµετροι που αφορούν την αντοχή του πετρώµατος σε µοναξονική θλίψη καθώς και ο δείκτης ποιότητας βραχόµαζας (RQD), βαθµονοµήθηκαν µε βάση τα αποτελέσµατα των ερευνητικών γεωτρήσεων που έγιναν για τις ανάγκες του έργου. Όλοι οι υπόλοιποι παράµετροι και η ανάλογη βαθµονόµησή τους, έγινε από επιτόπια παρατήρηση και καταγραφή των µηχανικών χαρακτηριστικών κάθε µετώπου. Τα αποτελέσµατα που προέκυψαν παρουσιάζονται στον παρακάτω πίνακα: 33

Κεφάλαιο 2 Χ.Θ. Χ.Θ. RMR Κατηγορία βραχοµάζας Είδος πετρώµατος 35 + 675,9 35 + 684,3 44-55 III Γνεύσιος µέτρια αποσαρθρωµένος, ελαφρά κερµατισµένος 35 + 685,5 35 + 697,5 10-20 V Γνεύσιος τεκτονισµένος µε παρουσία καολινιτικού υλικού λόγω τεκτονισµου 35 + 698,8 35 + 718 18-20 V 35 + 719,5 35 + 777,8 25-40 IV Γνεύσιος αποσαρθρωµένος εξαλλοιωµένος µε παρουσία καολινιτικού υλικού. Εµφανίσεις γρανιτικών διεισδύσεων Γνεύσιος αποσαρθρωµένος πτυχωµένος µε γρανιτικές διεισδύσεις και παρουσία καολινιτικού υλικού. Γνευσιακός σχιστόλιθος µε οφθαλµούς αστρίων. Ασυνέχειες µε αργιλικό υλικό 35 + 779,6 35 + 829 43-50 III Γνεύσιος µέτρια αποσαρθρωµένος, κατά τόπους σε επαφή µε µάρµαρο 35 + 831 35 + 857,9 40-50 III 35 + 859,7 35 + 878,9 30-35 IV Γνεύσιος µέτρια αποσαρθρωµένος µε αργιλικό υλικό πλήρωσης των ασυνεχειών. Γρανιτικές διεισδύσεις Γνεύσιος και µάρµαρο σε στρωµατογραφική επαφή. Παρουσία καρστικών εγκοίλων µε αργιλικό υλικό 35 + 880 35 + 943,6 25-35 IV Μάρµαρο µε θέσεις καρστικοποίησης. Επαφή γνευσίου µαρµάρου, συµπτυχωµένοι 35 + 948,3 35 + 962,4 49-50 III Μάρµαρο και γνεύσιος σε επαφή. Ελαφρά αποσαρθρωµένη βραχοµάζα 35 + 963,5 35 + 980,2 32-37 IV Γνεύσιος φτωχής ποιότητας µε αµµώδες υλικό πλήρωσης των ασυνεχειών 35 + 982,3 36 + 010,4 44 III Γνεύσιος πτυχωµένος µε αµµώδες υλικό πλήρωσης των ασυνεχειών 36 + 013,8 36 + 074,8 34-37 IV Γνεύσιος έντονα αποσαρθρωµένος µε εµφανίσεις µαρµάρου τοπικά 36 + 082,4 36 + 122,5 34-40 IV Μάρµαρο φτωχής ποιότητας 36 + 124,7 36 + 130,7 59 III Μάρµαρο µέτριας ποιότητας 36 + 132,6 36 + 174,3 45-48 III Μάρµαρο ελαφρά αποσαρθρωµένο 36 + 176,2 36 + 198,6 36-39 IV Μάρµαρο φτωχής ποιότητας, εµφανίσεις γνευσίου κατά τοπούς 36 + 200,8 36 + 223,4 41-44 III Γνεύσιος και µάρµαρο 36 + 225 36 + 294,6 47-53 III Γνεύσιος ελαφρά αποσαρθρωµένος 36 + 297,5 36 + 315,3 37 IV Γνεύσιος µέτρια αποσαρθρωµένος 34

Κεφάλαιο 2 36 + 317,6 36 + 325,4 50 III Γνεύσιος και µάρµαρο 36 + 325,4 36 + 354,3 37 IV Γνεύσιος και µάρµαρο φτωχής ποιότητας 36 + 360 36 + 389,4 41-49 III Γνεύσιος µέτρια αποσαρθρωµένος 36 + 391,1 36 + 437,2 33-37 IV Γνεύσιος αποσαρθρωµένος ρηγµατωµένος. Εµφανίσεις σχιστόλιθου κατά τόπους 36 + 439,2 36 + 481,7 43-50 III Γνεύσιος µέτριας ποιότητας µε χλωριτικό σχιστόλιθο ανάµεσα στις ασυνέχειες 36 + 483,7 36 + 501,2 26 IV Σχιστόλιθος χλωριτικός 36 + 503 36 + 526 48 III Σχιστόλιθος χλωριτικός 36 + 528 36 + 543,4 28-37 IV Σχιστόλιθος χλωριτικός µέτρια αποσαρθρωµένος 36 + 545,4 36 + 564,2 38 IV Σχιστόλιθος χλωριτικός αποσαρθρωµένος µε παρουσία υδροφόρου στην ορογή του µετώπου (τελευταία 10 µ.) 36 + 565,8 36 + 587,3 45-49 III Σχιστόλιθος χλωριτικός µε λείες επιφάνειες ασυνεχειών 36 + 590,3 36 + 612,3 30-37 IV Σχιστόλιθος χλωριτικός µε αµµώδες υλικό πλήρωσης ασυνεχειών 36 + 614,2 36 + 641,5 41-47 III Γνεύσιος µε θέσεις χλωριτίωσης ή θέσεις χλωριτικού σχιστολίθου 36 + 643,3 36 + 668,1 36 IV Σχιστόλιθος χλωριτικός µε σαπωνώδη υφή. 36 + 669,5 36 + 717,5 33-35 IV 36 + 719,3 36 + 740,9 32-40 IV Γνεύσιος αποσαρθρωµένος. ιακλάσεις κάθετες στη διάνοιξη µε αργιλικό υλικό. Υγρασία χαµηλής ροής σε κάποια µέτωπα. Γρανιτικές διεισδύσεις προς το τέλος του τµήµατος Γνεύσιος µέτρια αποσαρθρωµένος, έντονη παρουσία γρανίτη αποσαρθρωµένου. Τοπικές εµφανίσεις µαρµάρων 36 + 742,7 36 + 749 21 IV Γνεύσιος και µάρµαρο υπό µορφή µίγµατος. Πλήρως αποσαρθρωµένη βραχόµαζα 36 + 750,5 36 + 766,7 12-18 V Γνεύσιος πλήρως αποσαρθρωµένος και κερµατισµένος. Μάρµαρο φτωχής ποιότητας. Παρουσία καολινιτιωµένου υλικού 36 + 767,9 36 + 773,9 21-25 IV Γνεύσιος πλήρως αποσαρθρωµένος και κερµατισµένος. Γρανιτικές διεισδύσεις 36 + 775,1 36 + 789 12-22 V Γνεύσιος πλήρως αποσαρθρωµένος και κερµατισµένος, µάρµαρο έντονα αποσαρθρωµένο. Παρουσία καολινιτικού υλικού, γρανιτικές διεισδύσεις Πίνακας 2.4 Συγκεντρωτικός πίνακας ταξινόµησης βραχοµάζας για τη σήραγγα Συµβόλου κατά RMR. 35