MASSALASKENTARAPORTTI KCF PALTAMO

Transkriptio

1 Pöyry Finland Oy PL 52 (Jaakonkatu 3) FI Vantaa Finland Kotipaikka Vantaa Y-tunnus Puh Faksi Päivä Viite Sivu 1 (10) Yhteyshlö Kyösti Kanerva Puh kyosti.kanerva@poyry.com MASSALASKENTARAPORTTI KCF PALTAMO

2 2 1 JOHDANTO Laskennan tarkoituksena oli määrittää kolme erilaista tasausvaihtoehtoa sekä näiden leikkaus- ja täyttömassat. Vaihtoehtojen lähtökohdat olivat seuraavat. - Tehdasalueen tasaus, joka on kauttaaltaan tehdasratapihan tasossa +133,00. - Tehdasalueen tasaus, joka on tehtaan prosessien kannalta optimoitu. - Tehdasalueen tasaus, joka on massatasapainon kannalta optimoitu. 2 LÄHTÖKOHDAT 2.1 Tehdasalueen layout Käytettävissä oli Kaicell Fibersin toimittama tehdasalueen layout-suunnitelma, jonka perusteella tehdasalueen toiminnot jaettiin kuuteen alueeseen seuraavasti. 1. Puhdistamo 2. Tehdasratapiha 3. Prosessialue (mm. kuitulinja, haihduttamo, soodakattila) 4. Hake- ja kuorivarastot 5. Kuorimo ja puukentät 6. Pääporttialue Kuva 1 Tehdasalueen aluejako

3 3 Massalaskennoissa näiden alueiden tasauksia muutettiin kuitenkin niin, että jokaisessa vaihtoehdossa alue 2 eli tehdasratapihan alue oli ennalta määrätyssä radan tasossa +133,00 ja tehdasratapihan länsipuolella oleva alue 1 eli puhdistamon alue tasossa +131,00. Tämä siitä syystä, että alue rajautuu vakiotasossa olevaan ratapihaan ja putket saadaan toimimaan paremmin kahden metrin tasoerolla alueiden välillä. Lisäksi pääporttialue oli jaettu omaksi alueekseen niin, että kaikissa vaihtoehdoissa pääporttialueen itäpää oli tasossa +138,00 valtatien 22 tason mukaisesti. Pääporttialueen länsipään taso määräytyi kussakin vaihtoehdossa alueen 3 tason mukaisesti. 2.2 Maastomalli ja kartta-aineisto Varsinaiselta tehdasalueelta käytössä oli Origo Oy:n tekemä Maanmittauslaitoksen laserkeilausaineistoon perustuva maastomalli sekä ilmakuvaukseen perustuva pohjakartta molemmat vuosilta Lisäksi suunnitelmassa ehdotetun läjitysalueen osalta maastomallia täydennettiin Maanmittauslaitoksen laserkeilausaineistolla, koska alkuperäinen Origon käsittelemä maastomalli ei ulottunut läjitysalueelle asti. Lisäksi suunnittelussa on käytetty Maanmittauslaitoksen ilmakuva-aineistoa ympäristön havainnollistamiseen sekä alueen maasto- ja pohjaolosuhteiden arviointiin. 2.3 Pohjaolosuhteet Alueen pohjaolosuhteiden arviointiin oli käytettävissä paino- ja porakonekairauksien tuloksia 7 kappaletta sekä kymmenen koekuopan tiedot. Näistä oli lisäksi käytettävissä Rambollin tekemä pohjatutkimusraportti sekä rakennettavuusselvitys. Tämä oli kuitenkin tehty siinä vaiheessa, kun tehdasalue on suunniteltu sijoitettavaksi itä-länsi - suuntaisesti eikä nyt tehdyn tarkastelun mukaisesti etelä-pohjoinen -suunnassa. Pohjaolosuhteiden arviointiin käytettiin lisäksi Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) karttapalvelua, jonka perusteella arvioitiin tutkimuksissa havaittujen kallioalueiden laajuutta tehdasalueen kohdalla. Etelä-pohjoinen -suunnassa asemoitu tehdasalue sijoittuu pääasiassa suoalueelle tai soiselle metsäpohjalle. Näillä alueilla maaperä koostuu pinnassa olevasta 0,1 0,5 m paksuisesta turve- / pintamaakerroksesta, jonka alla on vaihtelevasti joko savea, löyhästä keskitiiviiseen vaihtelevaa silttiä, hiekkaista silttiä ja silttistä hiekkaa. Näiden kerroksien alla on tiiviydeltään hyvin löyhästä tiiviiseen vaihtelevaa hienoaineispitoista moreenia (pääasiassa silttimoreenia). Koekuopista tehtyjen arvioiden perusteella vedenpinta vaihtelee 2,5 4 metrin syvyydellä maanpinnasta ja tuon tason alle kaivettaessa pohjamaa on erittäin häiriintymisherkkää. Pohjamaa on tulkittu näillä alueilla kauttaaltaan routivaksi eikä kaivettavia materiaaleja voida lähtökohtaisesti käyttää penkereissä. Alueella olevat kallioalueet rajautuvat aivan alueen eteläreunaan, jossa kallionpinta on keskimäärin noin kolmen metrin syvyydessä silttimoreenikerroksen alla. Maanpinta kohoaa tällä alueella kallionpinnan päällä olevat moreenikerrokset ovat oletettavasti kaivettavissa kuivana. Porakonekairausten perusteella kallionpinta on myös hyvin jyrkkäpiirteinen ja putoaa nopeasti alueen ulkopuolella. Tästä syystä massalaskentoja varten alueen rajaus on tehty varovaisesti alueen laajuuden osalta. Lisäksi alueen itäpuolelle jää kallioalue, jossa kalliopinta on koekuoppatutkimusten perusteella lähempänä maanpintaa. Koekuoppien kohdalla kallionpinta oli noin 2 metrin

4 4 syvyydessä, mutta koekuoppien läheisyydessä oli myös avokalliota. Kuvassa 2 on esitetty tehdasalueen yleispiirteinen rajaus GTK:n maaperäkartan päällä. Kuva 2 Tehdasalueen yleispiirteinen rajaus GTK:n kartan päällä. Kallioalueet punaisella. (Kartan lähde: Massalaskennoissa tehdasalueelta kaivettavat maat sekä pohjamaa ovat tulkittu routiviksi louhittavaa kalliota sekä saatavaa louhetta lukuun ottamatta. Routivuuden sekä alueen kosteusolosuhteiden takia leikkausmassoja ei voida pääsääntöisesti pitää penkereisiin sopivana. Alueelta on kuitenkin saatavana kuivattavaa turvetta sekä mahdollisesti tehdaskaatopaikan tiivistyskerrokseen tarvittavaa tiivistä savea. 2.4 Rakennekerrokset Massalaskentojen lähtökohdaksi rakennekerroksien alapinta eli maankaivun alapinta pudotettiin 1,5 metriä laskennallista tehdasalueen pintaa alemmaksi jokaisessa vaihtoehdossa riippumatta siitä ollaanko louhitun kallion alueella vai routivan pohjamaan alueella. Tämä valinta tehtiin siitä syystä, että tarvittavan kiviaineksen osalta hanke on merkittävästi alijäämäinen ja helposti saatavilla oleva kiviaines on syytä ottaa käyttöön.

5 5 3 VAIHTOEHTO 1 TEHDASRATAPIHAN TASO Ensimmäisessä vaihtoehdossa koko alue on laskettu olevan tehdasratapihan annetussa tasossa +133 lukuun ottamatta puhdistamon aluetta (Effluent), joka on kaikissa vaihtoehdoissa määritetty tasolle Pääporttialueen taso laskee idän suunnasta valtatien 22 tasosta +138 tehdasalueen tasolle Prosessin suunnittelun kannalta yksinkertainen ja selkeä vaihtoehto. Sisäisen logistiikan kannalta paras vaihtoehto. - Maanleikkauksen määrät ovat suuria ja ulottuvat pohjavedenpinnan alapuolelle. Pintakuivatuksen ja putkien (sekä kuivatus ja prosessi) toteutus hankalaa. Pääporttialueen pituuskaltevuus (~ 2 %) melko suuri toimivuuden kannalta. (Kohdassa 8. mainittu liittymän siirto kuitenkin parantaa pystygeometriaa) Taulukko 1 Vaihtoehto - Tehdasratapihan taso. Lasketut määrät. Pintamaan poisto, perinteinen (m3ktr) Pintamaan poisto, humusmaa (m3ktr) Kaivumassat ilman pintamaata (m3ktr) Kaivumassat sekä humus kuljetettuna (m3itd), kerroin 1, Täytöt (m3rtr) Kustannukset sisältyvät louhintaan / maankaivuun Kalliolouhinta, irrotus ja kuljetus penkereeseen (m3ktr) Saatava kiviaines louheeksi muutettuna (m3rtr), kerroin 1, Kiviainestarve hankkeen ulkopuolelta (m3rtr) Kuva 3 Vaihtoehto 1 - Tehdasratapiha maaleikkausten syvyydet

6 6 4 VAIHTOEHTO 2 PROSESSI Ensimmäinen vaihtoehto on prosessin kannalta hyvä vaihtoehto, koska toiminnot ovat samassa tasossa. Prosessiputkien kannalta on kuitenkin parempi, jos alueelle saadaan itä-länsi -suunnassa myös luonnollista korkeuseroa. Tästä syystä on valittu vaihtoehto, jossa prosessi- ja hakevarastojen alue on nostettu ratapihan aluetta ylemmäksi. + Pintakuivatuksen ja putkien (sekä kuivatus ja prosessi) toteutus helpompaa. Yhä yksinkertainen ja selkeä vaihtoehto, koska tasoeroja ei kuitenkaan liikaa. Leikkausmassojen määrä pienenee varsinkin kostealla alueella (alueet 4 & 5). - Ratapihan ja puukentän välille syntyvä tasoero heikentää sisäistä logistiikkaa. Pääporttialueen pituuskaltevuus (~ 1,5 %) vieläkin suuri toimivuuden kannalta. (Kohdassa 8. mainittu liittymän siirto kuitenkin parantaa pystygeometriaa) Taulukko 2. Vaihtoehto - Prosessi. Lasketut määrät. Pintamaan poisto, perinteinen (m3ktr) Pintamaan poisto, humusmaa (m3ktr) Kaivumassat ilman pintamaata (m3ktr) Kaivumassat sekä humus kuljetettuna (m3itd), kerroin 1, Täytöt (m3rtr) Kustannukset sisältyvät louhintaan / maankaivuun Kalliolouhinta, irrotus ja kuljetus penkereeseen (m3ktr) Saatava kiviaines louheeksi muutettuna (m3rtr), kerroin 1, Kuva 4. Vaihtoehto 2 - Prosessi maaleikkausten syvyydet

7 7 5 VAIHTOEHTO 3 MASSAT Erilaisia vaihtoehtoja laskettiin useita ja leikkausmääriltään parhaimpaan ratkaisuun päästiin nostamalla alueet 3-5 kokonaisuudessaan muuta aluetta ylemmäs, mutta kuitenkin samalle tasolle. + Leikkausmäärät pienempiä kuin muissa vaihtoehdoissa. Pintakuivatuksen ja putkien (sekä kuivatus ja prosessi) toteutus helpompaa. Kosteilla alueilla (alueet 4 & 5) kaivutaso optimoitu rakennekerroksien kannalta. Pääporttialueen pituuskaltevuus (< 1 %) on optimaalinen toimivuuden kannalta. - Ratapihan alueen ja muun alueen väliset korkeuserot ovat suuret. Alueen eteläosa (alue 3) kalliolouhinnan kannalta turhan korkealla tasolla. Taulukko 3. Vaihtoehto - Massat. Lasketut määrät. Pintamaan poisto, perinteinen (m3ktr) Pintamaan poisto, humusmaa (m3ktr) Kaivumassat ilman pintamaata (m3ktr) Kaivumassat sekä humus kuljetus (m3itd), kerroin 1, Täytöt (m3rtr) Kustannukset sisältyvät louhintaan / maankaivuun Kalliolouhinta, irrotus ja kuljetus penkereeseen (m3ktr) Saatava kiviaines louheeksi muutettuna (m3rtr), kerroin 1, Kuva 5 Vaihtoehto 3 - Massat maaleikkausten syvyydet

8 8 6 LÄJITYSALUE Esisuunnitteluvaiheessa selvitettiin mahdollisia läjitysalueen paikkoja tehdasalueen lähistöltä. Kuvassa 6. on esitetty läjitysalueen alustava tilavuusvaatimus. Tehdasalueelta kaivettavien pääasiassa läjitettävien kaivumaiden suuren määrän takia läjitysalue on esitetty tässä vaiheessa mahdollisimman laajana. Alue on esitetty laajana myös sen takia, että pehmeiden kaivumaiden läjitettävyys ei ole paras mahdollinen ja läjitysalueelle joudutaan rakentamaan tukipenkereitä kitkamaasta tai louheesta. Lisäksi laajemman ja matalamman läjitysalueen sovittaminen maisemaan on helpompaa. Läjitysalueen korkeudeksi on esisuunnitteluvaiheessa arvioitu noin 8 12 metriä riippuen muun muassa tukipenkereiden laajuudesta sekä läjitysmassojen painumisesta. Kuva 6. Periaatteellinen esitys läjitysalueeksi.

9 9 7 RAKENNEKERROKSET JA KIVIAINESTARPEET Massalaskentojen tueksi tehtiin myös alustava rakennekerroksien mitoitus louherakenteena toteutettaville väylärakenteille sekalaatuisella routivalla pohjamaalla (alusrakenneluokka G). Näiden laskentojen perustella arvioitiin tehdasalueen päällysrakennekerrosten määrät ja kiviainestarpeet. Hankkeen ulkopuolelta tulevan kiviaineksen tarve arvioitiin sillä oletuksella, että kaikki hankkeelta saatava kiviaines käytetään ensisijaisesti väylien louherakenteeseen ja jäljelle jäävä osa mursketäyttöihin. Rakennekerrosmäärät ja kiviainestarpeet on esitetty taulukossa 4. Taulukko 4. Rakennekerrosmäärät ja ulkoa tuotavan kiviaineksen tarve Asfalttipäällysteet (14 cm) Kantava kerros murskeesta (15 cm) Jakava kerros louherakenteesta (155 cm) Väylien ulkopuoliset mursketäytöt (150 cm) m m3rtr m3rtr m3rtr Kiviainestarpeet hankkeen ulkopuolelta VE 1 Tehdasratapihan taso VE 2 Prosessi VE 3 Massat m3rtr m3rtr m3rtr Vaihtoehtojen vertailussa tulee huomioida se, että kaikissa vaihtoehdoissa on suositeltavaa ulottaa tehdasalueen eteläosassa olevan louhinnan taso vähintään vaihtoehdon 1 tasolle, jolloin saatava kiviaines on jokaisessa vaihtoehdossa samaa luokkaa. Lisäksi tehdasalueen ja valtatien 22 väliseltä tulevalta EV-alueelta on alustavasti laskettu saatavan noin m3ktr kiviainesta, joka on louherakenteessa noin m3rtr. Tuota määrää ei ole otettu huomioon edellä mainituissa ulkopuolisen kiviainestarpeen arvioinnissa eli EV-alueen louhinta laskee kiviainestarvetta, mutta nostaa maanleikkauksen määrää. EV-alue soveltuu kuitenkin tehdasalueelta kaivettavan maa-aineksen läjitykseen, kun alue maisemoidaan. 8 JOHTOPÄÄTÖKSET Tehdasratapihan määrätty taso +133 aiheuttaa sen, että alue on suurelta osin syvässä leikkauksessa. Lisäksi alueen pohjamaa on pehmeää ja ylimmät maakerrokset pitää poistaa ennen maanrakennustöitä. Tämän takia leikkausmäärät ovat yleisesti suuria kaikissa vaihtoehdoissa. Pengerrettäviä alueita on myös vähän, joten kaivumaille ei ole luonnollista paikkaa tehdasalueen sisällä vaan ne joudutaan läjittämään muualle. Alueen kiviainesvarat sijaitsevat prosessialueen eteläreunassa. Tämän takia prosessialueen taso on perustelua pudottaa alas ( ), jolloin louhinta ulottuu noin tasolle +131,5-132,5. Tästä syvemmälle ylilouhinta ei ole lähtökohtaisesti kuitenkaan kannattavaa, koska leikkaustaso on jo sellaisenaan syvällä verrattuna maanpintaan ja louhinta pitäisi tehdä tasolouhintana. Kiviainesvaroja on tosin saatavana myös tehdasalueen itäpuolelta, jossa on havaittu myös avokalliota. Jatkosuunnittelussa kiviaineksen laatu sekä alueen etelä- että itäreunassa pitäisi tutkia, jotta kiviaineksen käyttömahdollisuuksia olisi mahdollista arvioida paremmin. Hakevaraston ja puukenttien alue on suositeltavaa nostaa mahdollisimman ylös (noin + 136), koska pohjamaa on pohjavedenpinnan alle kaivettaessa erittäin häiriintymisherkkää. Ehdotetuilla tasoilla kaivu ulottuu ylempiä pehmeitä kerroksia

10 10 paremmin kantavaan moreeniin, mutta ei kuitenkaan vielä pohjavedenpinnan alle. Lisäksi näiden alueiden nostamisella saadaan kaikkein tehokkaimmin vähennettyä sellaisia kaivumassoja, jotka joudutaan läjittämään. Tarkastelujen perusteella tehdasalueen taso tulee olemaan joka tapauksessa alempana kuin nykyinen ja tuleva valtatien 22 tasaus. Tästä syystä tehdasalueelle johtavaa valtatien 22 liittymää on esitetty siirrettäväksi noin 160 metriä itään päin, jolloin tehdasalueelle johtavan tieyhteyden ja porttialueen pituuskaltevuus ei kasva liian suureksi. Valtatien 22 tasauksen suhteen uusi liittymän paikka on lisäksi tasaisemmassa kohdassa ja tasoltaan alhaisemmassa kuin alkuperäinen. Ehdotetusta liittymän paikasta itään valtatien 22 tasaus alkaa nousta, joten liittymän siirto tätä kauemmas ei ole enää järkevää.

11 N 20 Puhdistamo NW NE W E 0 SE SW Maaleikkaus S WIND ROSE Maaleikkaus ja kalliolouhinta Maatäyttö Ajoreitti maanrakennuksen työmaalle Massojen siirtojen ajoreitti ja suunta Jätevedenpuhdistamon yhteys Z Z ivo 22 Merkki / Pvm Hankkeen nimi Muutos Suunn. KCF Paltamo biojalostamon tehdasalue Valmistelevat työt, infra Z Z Piirustuksen sisältö Esisuunnitelma Massojen siirrot Saha Z Pvm Joel Peiponen (Suunnittelija) Kyösti Kanerva (Projektipäällikkö) Koordinaattijärjestelmä Korkeusjärjestelmä ETRS-GK27 N2000 Mittakaava 1:5000 Pvm Aimo Mustamäki Vesa Mikkonen Piir.nro -03 Tark.