Työ r a p o r t t i 9 8-5 1 Syväkairaus HH-KR6 Loviisan Hästholenilla vuonna 1998 Risto Niiniäki Heinäkuu 1998 POSVA OY Mikonkatu 15 A, FN-1 HELSNK Puhelin (9) 228 3 Fax (9) 228 3719
Työ raportti 98-51 Syväkairaus HH-KR6 Loviisan Hästholenilla vuonna 1998 Risto Niiniäki Heinäkuu 1998
TEKJÄ ORGANSAATO: Suoen Mali Oy PLlO Juvan teollisuuskatu 16 2921 ESPOO TLAAJA: Posiva Oy Mikonkatu 15 A 1 HELSNK POSVAN TARKASTAJA JA HYVÄKSYJÄ: Dl Heikki Hinkkanen Posiva Oy URAKOTSJAN YHTEYSHENKLÖ: FM Tauno Rautio Soy TYÖRAPORTT 98-51 SYVÄKARAUS HH-KR6 LOVSAN HÄSTHOLMENLLA VUONNA 1998 TEKJÄ: tjl Risto Niiniäki geologi TARKASTAJA JA HYVÄKSYJÄ: 1 ----=-- V-L\ J Tauno Rautio geologi
Työraportti 98-51 Syväkairaus HH-KR6 Loviisan Hästholenilla vuonna 1998 Risto Ni-iniäki Suoen Mali Oy Heinäkuu 1998 Pesivan työraporteissa käsitellään käynnissä olevaa tai keskeneräistä työtä. Esitetyt tulokset ovat alustavia. Raportissa esitetyt johtopäätökset ja näkökannat ovat kirjoittajien oia, eivätkä välttäättä vastaa Posiva Oy:n kantaa.
SYVÄKARAUS HH-KR6 LOVSAN HÄSTHOLMENLLA VUONNA 1998 2 TVSTELMÄ Loviisan Hästholen on yksi yksityiskohtaisiin paikkatutkiuksiin valituista neljästä alueesta. Tutkiusten avulla selvitetään kallioperäoinaisuuksia tähdäten käytetyn polttoaineen loppusijoittaisen Suoen kallioperään. Lopullinen sijoituspaikka valitaan vuonna 2. Yksityiskohtaisiin paikkatutkiuksiin liittyen Suoen Mali Oy (Soy) kairasi vuonna 1998 huhti- ja heinäkuun välisenä aikana Loviisan Hästholenin tutkiusalueelle 7,91 :n pituisen kairanreiän. Reiän läpiitta on 76. Reiän tunnus on HH-KR6. Kairauksen yhteydessä reiässä tehtiin jännitystilaittauksia irtikairausenetelällä syvyystasojen 3 ja 6 välillä. Kairauksen aikana suoritettiin tarkkailuittauksia lisäinforaation saaiseksi kallio-olosuhteista. Näitä olivat veden sähkönjohtokyvyn ja huuhteluveden paineen ittaukset ja huuhteluveden/palautuvan veden äärän ittaus. Työn aikana käytettiin uraniinilla erkittyä huuhteluvettä noin 526 3 ja vettä palautui reiästä ääräittarin kautta noin 363 3. Työn lopuksi reikä huuhdeltiin puppaaaila noin 17,5 3 vettä reiän pohjalta. Reiän taipua itattiin Borea D2 -ittarilla. Borea-ittauksen ukaan taipua on 699 :n syvyydessä etelään,36 ja länteen 1,55. Kallionäytteistä ääritettiin yksiaksiaalinen puristusurtolujuus, kiooduuli ja Poissonin luku. Yksiaksiaalinen puristusurtolujuus oli keskiäärin noin 166 MPa, kiooduuli oli keskiäärin noin 56 GPa ja Poissonin luku,23. Kivilaji on rapakivigraniittia, jolla on useita eri uunnoksia. Raot ovat täytteisiä tai tiiviitä. Syvyyden noin 145 jälkeen esiintyy näytteen viipaloituista ( ore dising). Kallion rakoluku on keskiäärin 2, 73 kpll ja RQD-luku 93,9 %. Rikkonaisia, tiheärakoisia osuuksia lävistettiin 26 kpl. Rikkanaisia osuuksia on yhteensä 37,25, joka on 5,6 % näytteiden kokonaisäärästä. Avainsanat kairaus, kairanreikä, rapakivigraniitti, rako, tarkkailuittaukset, uodonuutosoinaisuudet, sivusuuntaittaus
3 CORE DRLLNG OF DEEP BOREHOLE HH-KR6 AT HÄSTHOLMEN N LOVllSA ABSTRACT Hästholen in Loviisa is one of the four sites, whih were seleted for the detailed site investigations. The ai of these investigations is to study the bedrok properties for final disposal of spent nulear waste. The final disposal site will be ehosen in the year 2. As a part of the investigation prograe Suoen Mali Oy (Soy) ore drilled a 7.91 deep borehole with a diaeter of 76 in between April and July 1998 at Hästholen. The identifiation nuber of the borehole is HH-KR6. Three-diensional rok stress easureents were arried out between the depths of3 and 6. A set of ontrol easureents and the sapling of the flushing water were arried out during the drilling. Both the volue and the ondutivity of the flushing water and the returning water were reorded as well as the pressure of the flushing water. The objetive of these easureents was to obtain ore inforation fro bedrok and groundwater. Uranine was used as a label agentin the flushing water. The volue ofthe flushing water used was about 526 3 and the easured volue of the returning water was about 363 3. At the end of the work the borehole was flushed by puping about 17,5 3 ofwater fro the botto ofthe borehole. The deviation ofthe borehole was easured with the deviation instruent Borea D2. The results of the Borea survey indiated that the borehole deviates.36 to the south and 1. 55 west at the depth of 699. Uniaxial opressive strength, Young's odulus and the Poisson's ratio were easured fro the ore saples. The average uniaxial opressive strength is about 166 MPa, the average Young's odulus is 56 GPa and the average Poisson's ratio is,23. The ain rok type is rapakivigranite onsisting of various types. Fratures are ostly filled or tight. Core dising is found below the depth of 145. The average frature frequeny is 2. 73 ps/ and RQD 98,9%. The borehole penetrated 26 broken zones. The totallength ofthe broken zones is 37.25, whih is 5.6% ofthe total ore length. Keywords: ore drilling, borehole, rapakivigranite, frature, ontrol easureents, elasti paraetres, deviation easureents
-------------- -- 4 SYV ÄKARAUS illi-kr6 LOVSAN HÄSTHOLNll.,LA VUONNA 1998 TVSTELMÄ 2 ABSTRACT 3 SSÄLLYSLUETTELO 4 1. JOHDANTO 1.1 Työn tavoite 6 6 2. TYÖN KUVAUS 2.1 Kallionäytekairaus 2.2 Reiän seentoiinen 2.3 Huuhteluvesi-ja erkkiainejätjestelyt 2.4 Tarkkailuittaukset 2. 5 T aipuaittaukset 2.6 Huuhtelupuppaus 2. 7 Näytteiden rakennusgeologinen raportointi 2. 8 Näytteiden lujuus- ja uodonuutosoinaisuuksien ääritys 2. 9 Jännitystilaittaukset 8 8 9 1 1 11 12 12 17 19 3. REÄN TEK]\HSET TEDOT 3.1 Reiän sijainti ja taipua 3.2 Reiän yläosan rakenne 2 2 21 4. RAKENNUSGEOLOGA 4.1 Kairauksen vaikutus näytteisiin 4.2 Kivilaatu 4.3 Rakoilu 4.4 Näytteen viipaloituinen 4.5 Näytteiden lujuus- ja uodonuutosoinaisuudet 22 22 22 25 26 27 5. TARKKALUMTTAUSTULOKSET 5.1 Huuhteluveden sähkönjohtokyky 5.2 Huuhteluveden ja paluuveden äärä 5. 3 Huuhteluveden paine 5. 4 K.ivij auhon äärä 5. 5 Huuhteluveden ja paluuveden erkkiainepitoisuus 29 29 3 3 31 32 6. YHTEENVETO 33
5 7. VTTEET 8. LTTEET 8. 1 Toteutunut aikataulu 8.2 Kalustoluettelo 8.3 Reiän alkuosan rakenne 8. 4 Rapautuneisuusaste 8. 5 Rakoluettelo 8.6 Katkossua, rakolukuja RQD 8. 7 Näytehukka ja rikkonaisuus 8.8 Nostot 8. 9 Laatikkoluettelo 8. 1 Kivilajikuvaus 8.11 Näytteen viipaloituinen 8. 12 Huuhteluvesinäytteet 8. 13 Paluuvesinäytteet 8.14 Taipuaittaustulokset (Borea) 8. 15 Taipuaittaustulokset graafisesti (Borea) 8. 16 Kairatut pilotit 34 35 36 37 39 4 86 1 11 12 14 18 112 119 12 125 128 VALOKUVAT
6 1. JOHDANTO Posiva Oy aloitti käytetyn uraanipolttoaineen loppusijoitukseen liittyvän yksityiskohtaisten sijoituspaikkatutkiusten toisen vaiheen vuonna 1997 neljällä tutkiusalueelia Kuhon Rouvaarassa, Äänekosken Kivetyssä, Eurajoen Olkiluodossa ja Loviisan Hästholenilla. Yksityiskohtaiset paikkatutkiukset on jaettu kahteen vaiheeseen, joista jälkiäinen koskee vuosia 1997-2. Tutkiukset ovat osa vuosien 1983-2 onivaiheista sijoituspaikkatutkiusohjelaa. Niiden avulla selvitetään kallioperäoinaisuuksia tähdäten käytetyn uraanipolttoaineen loppusijoittaiseen syvälle Suoen kallioperään. Lopullinen sijoituspaikka valitaan vuonna 2. Näihin tutkiuksiin liittyen Suoen Mali Oy (Soy) kairasi Posiva Oy:n tilauksen 9589/98/llli ukaisesti vuoden 1998 huhtikuun lopun ja heinäkuun alun välisenä aikana tutkiusreiän Loviisan Hästholenin tutkiusalueelle. Kairatun reiän halkaisija on 76. Reikä on pystyasentoinen ja sen lopullinen pituus on 7,91. Kairauksen yhteydessä tehtiin erillisenä urakkana kallion jännitystilaittauksia V attenfall Hydropower AB:n toiesta syvyystasojen 3 ja 6 välillä. Tutkiusalue on Hästholenin saarella Loviisan kaupungin kaakkoispuolella, noin 15 kiloetrin päässä kaupungista. Reiän sijaintikartta on kuvassa 1. 1.1 Työn tavoite Kairaustyön tarkoituksena oli kairata 7 syvyinen reikä, jossa suoritetaan kallion jännitystilaittauksia syvyystasojen 3 ja 6 välillä. Saalla selvitetään alueella tavattujen rapakivityyppien ja rikkonaisuusvyöhykkeiden jatkuista. Kairaustyön lisäksi työhön kuului kairausnäytteiden geologinen raportointi, näytteiden kallioekaaniset lujuusääritykset, reiän tekniset ittaukset, kairauksessa käytettävän veden tarkkailuittaukset, reiän huuhtelu ja taipuaittaukset työn lopuksi sekä loppuraportointi. Tässä raportissa käsitellään reiän HH-KR6 kairaukseen liittyviä töitä ja näytetulostusta. Raportissa ainitut syvyystiedot tarkoittavat reikäpituutta aanpinnasta lukien ellei erikseen toisin ainita. Suojaputken suun ja aanpinnan erotus on,22. Työn lopussa reiän avoiuus tarkistettiin kairausputkistolla ja reiän todettiin olevan avoin pohjaan saakka.
.; _! - 7 Sedsholarna, Hästholsfjärden "CJ Aus [)> Star Kolen KR2 1 Hästholen ' \,_' ',.,/ KR6 '., t:j. '.. KR31Y7. >, ;- '. ' A KR4 '\.EP..... --,.. Kojholarna' Hudöfjärden MERKNTÖJEN SELTYKSET 1,(" Kairanreikä (KR) Eritasopietsoetri (kairanreikä) e Eritasopietsoetri (EP, poranreikä) Kuva 1. Reiän sijainti.
8 2. TYÖN KUVAUS 2.1 Kallionäytekairaus Maaosuudelle porattiin halkaisijaltaan 194/184 :n teräsputki 2, 7 syvyyteen. Maapeitteen paksuudeksi arvioitiin noin 1,5. Tästä jatkettiin 4,6 :n syvyyteen 165 teräkoolla. Alkureikä porattiin uppoporauskalustolla 16.4.1998. Porauksen aikana lävistettiin joitakin vettäjohtavia rakoja. Porauksen jälkeen reikään asennettiin halkaisijaltaan 14/13 suojaputki, joka seentoitiin kallioon. Kone pystytettiin reiälle 28.4.1998. Suoja-/autointiputket asennettiin reikään ja kairaustyö aloitettiin 29.4.1998. Reiän lopullinen syvyys, 7,91, saavutettiin 3.6.1998. Toteutunut aikataulu on esitetty liitteessä 8. 1. Syvyystasojen 3 ja 6 välissä tehtiin kallion jännitystilaittauksia. Reikää jouduttiin seentoiaan kerran syvyydellä noin 134 ja kole kertaa syvyysvälillä noin 296 ja 33. Tarkein seentointityö on selostettu kappaleessa 2.2. Reiän HH-KR6 kairauksessa käytettiin hydraulitoiista Diae 1 -kairauskonetta, jossa syöttö-, nosto-, puoi- ja pyöritysyksiköt ovat vahvistettuja. Reikäkalustona oli T- 76 kalusto, jolloin reiän halkaisija on 76 ja näytteen halkaisija 62. Käytetty kalusto on esitetty liitteessä 8.2. Huuhteluveden ja kivijauhon poistaiseksi kairauksen aikana käytettiin autointienetelää. Menetelässä pupataan ilakopressorin avulla paineistettua ilaa letkujen kautta reiän laajepaan yläosaan. llaletkuja laskettiin laajennetun reiän pohjaosaan, syvyyteen noin 39, kaksi kappaletta ja hiean yleäksi, syvyyteen noin 3, yksi kappale. Kairaus tapahtui keskeytyättöänä kolivuorotyönä. Työssä pidettiin tauko juhannuksen aikana, välillä 17.6.1998 klo 22. - 22.6.1998 klo 6.. Työ kesti ilan aloitus /lopetustöitä yhteensä 113 h. Keskiääräinen kairausteho oli täten,85 etriä/teräiestunti. Syynä alhaiseen kairaustehoon olivat jännitystilaittauksiin liittyvät työt. Kairaustehot on esitetty taulukossa 1 tavanoaista etri/teräiestunti (/th) yksikköä käyttäen. Työryhään kentällä kuului kairaaja ja apuies. Työn vastuuhenkilönä oli projektipäällikkö Tauno Rautio. Kentällä vastaavana työnjohtajana toii Ville Teivaala. Geologisen raportoinnin työaalla hoiti ja loppuraportin laati geologi Risto Niiniäki.
9 Kairauskaluston kuluinen terien, reikäkaluston ja kairakoneen osalta oli keskiääräistä huoattavasti runsaapaa reiän syvyyden ja kivilaadun takia. Yhdellä T -76 -terällä kairattiin keskiäärin 23,9, kun yleensä T -56 -terällä kairataan keskiäärin 55. Taulukko 1. Kairaustehot S yvyysväli, Teho, /th 4-1 1,33 1-2 1,25 2-3,58 3-4,34 4-5,53 5-6,44 6-7,8 Huo! Mautointi- /suojaputkien asentainen Reiän seentointi Jännitystilaittaus, reiän seentointi J ännitystilaittaus, 2 kertaa reiän seentointi Jännitystilaittaus Jännitystilaittaus, syöttöoottorin ja - ketjunkiristäjän korjaus, ukonila useita kertoja Mautointi- /suojaputkien poistainen, huuhtelu 2.2 Reiän seentoiinen Reikää seentoitiin yhteensä neljä kertaa syvyyksillä 134,6, 295,88, 31,99 ja 32,88. Seentoinneissa käytettiin Lafarge-tyyppistä seenttiä. Ensiäisessä seentoinnissa seentti laskettiin reiän pohjalle uoviletkun ja uilla kerroilla alu53- kairausputkiston läpi. Seentointien lopuksi uoviletku/alu53-kairausputkisto nostettiin reiästä ja huuhdeltiin. Kuivan seentin tarve T -76 reiässä on noin 7,5 kg/. Ennen ensiäistä seentointia lakkasi huuhteluvesi tuleasta ylös, ja reikään alkoi vuotaa irtokiviä, jonka vuoksi päädyttiin seentointiin. Työssä käytettiin seenttiä 25 kg. Kairattaessa seenttiä reiästä todettiin sen huuhtoutuneen lähes kokonaan rikkonaisuusvyöhykkeeseen. Seenttiä oli reiän pohjalla noin 4. Huuhtoutuisesta huoliatta seentti oli stabiloinut reiän seinäää, ja irtokivien vuotainen loppui. Ennen jännitystilaittausten aloittaista lävistettiin rapautunut savitäytteinen Ja rikkanainen vyöhyke. Ensiäisen jännitystilaittauksen yhteydessä todettiin reikään valuvan kiviateriaalia, joten reikä päätettiin seentoida sen ollessa syvyydellä 295,88. Työssä käytettiin 2 kg seenttiä. Reiän vuoto saatiin asettuaan, utta jännitystilaittaukset eivät onnistuneet johtuen ahdollisesti reikään vieläkin valuneesta hienojakoisesta kiviateriaalista.
1 Reikä päätettiin seentoida uudelleen sen ollessa syvyydellä 31,99. Työssä käytettiin 15 kg seenttiä. Kairattaessa seenttiä reiän pohjalta todettiin sitä olevan vain 3... 4, joten seentointi päätettiin uusia reiän syvyyden ollessa 32,88. Tällä kertaa työssä käytettiin 2 kg seenttiä. Seentin kuivuttua kairattiin sitä reiästä noin 36. 2.3 Huuhteluvesi-ja erkkiainejärjestelyt Huuhteluvesi reiän D--KR6 kairaukseen saatiin Hästholenin vesijohtoverkostosta. Kairauksen aikana käytettiin kahta 3 3 erkkiainesäiliötä. Vesijohtovesi johdettiin säiliöihin suodattien läpi ekaanisten epäpuhtauksien suodattaiseksi. Suodattien läpäisy oli 5 pieneille hiukkasille. Reiän kairauksessa käytettiin ainoastaan erkittyä huuhteluvettä. Merkkiaineena käytettiin uraniinia eli natriufluoresiinia. Uraniini on pulveriainen orgaaninen väriaine, joka hajoaa UV-säteil:vn vaikutuksesta. Tään takia erkkiainesäiliöt olivat peitettyinä pressuilla käytön aikana. Merkkiaineen laatu tarkistettiin ennen käyttöä atran Voia Oy:n laboratoriossa Vantaalla. Uraniini annosteltiin apteekissa valiiksi 1,5 g annoksiksi ptenun lasipurkkeihin. Kairauspaikalla aineet liuotettiin yhteen litraan vettä. Liuotettu erkkiaine-erä sekoitettiin hitaasti 3 3 erkkiainesäiliöön huuhteluveden puppauksen alkaessa ja puppauksen aiheuttaan vedenkierron varistaessa erkkiaineen sekoittuisen. 2.4 Tarkkailuittaukset Kairauksen aikana suoritettiin tarkkailuittauksia ja otettiin näytteitä huuhteluvedestä. Näin pyrittiin saaaan lisäinforaatiota kallio-olosuhteista ja ennakoiaan ahdollisia kairausteknisiä ongelia. Kairauksessa käytettyjen huuhtelu- ja paluuvesiäärien ittaaisella seurattiin kuinka paljon huuhteluvettä jäi kallioperään. Huuhteluvesiäärän ittaaiseksi oli ääräittari asennettu huuhtelupupulta tulevaan letkustoon. Paluuvesi itattiin vedenkeräyslaitteistoon kuuluvan saostusaltaan ulostulopäästä. Huuhteluvedestä otettiin näyte jokaisesta vesisäiliöön tehdystä huuhteluvesierästä. Paluuvedestä otettiin näyte kerran vuorokaudessa. Uraniinin valoarkuudesta johtuen
11 näytteet käärittiin välittöästi näytteenoton jälkeen aluiinifolioon. Näytteitä säilytettiin jääkaapissa ennen analysointiin toiittaista. Näytteet analysoitiin atran Voia Oy: n Loviisan laboratoriossa. Huuhteluvedestä itattiin sähkönjohtavuus lähes jokaisesta erästä erkkiaineen sekoittaisen jälkeen. Palautuvasta vedestä otettiin näytteitä kairauksen aikana sähkönjohtavuuden äärittäistä varten. Palautuva vesi sisälsi kivijauhoa, jonka koostuus riippui kairatusta kivestä. Koska kivijauho vaikuttaa veden sähkönjohtokykyyn, otetut vesinäytteet, äärältään 2... 3 dl, suodatettiin 45 J.t:n suodattiella kivijauhon poistaiseksi. Käsiteltyjen näytteiden johtokyky itattiin Philipsin johtokykyittarilla PW9529, joka antaa tulokset yksikkönä S/ redusoituna +25 C läpötilaan. Mittakennon tarkistaiseksi ittari kalibroitiin atran Voia Oy: n Loviisan laboratoriossa ennen tilauksen 9589/98/HH kairausten aloittaista. Sähkönjohtokyvyn ittaus palautuvasta huuhteluvedestä tehtiin koko kairauksen ajan. Huuhteluveden paine kirjattiin aina ajon alkuvaiheessa tai paineen vaihtuessa. Paineen tarkkaileisella pyrittiin häiriöiden välttäiseen ja anoaalisten vettäjohtavien vyöhykkeiden paikallistaiseen kairauksen aikana. Huuhteluveden paine on suoraan verrannollinen reiästä syrjäy1ettävän vesipatsaan paineeseen. Ruhjeet aiheuttavat kuitenkin usein vedenvitausta ja täten uuttavat huuhteluveden painetta. Myös kairanterän kuluinen ja näyteputken tukkeutuinen kasvattavat virtausvastusta, ikä nostaa putkistossa painetta. 2.5 Taipuaittaukset Reiän todellisen sijainnin selvittäiseksi itattiin reiän pystysuuntainen taipua ja sivupoikkeaa. Mittaus tehtiin Borea D2 -taipuaittarilla, joka soveltuu pystyille rei'ille Reflex 'faxibor-laitetta parein. Borea-ittarilla itattiin pystysuunnan kaltevuusarvo heiluri/vastus-periaatteella sähköisesti ja sivusuunnan suuntakula sähkökopassilla. Tulokset tulostettiin sekä listauksena että graafisesti. Borea-ittausten sivusuuntatarkkuus on laitevalistajan ukaan agneettisesti häiriöttöässä halkaisijaltaan 46 :nja pituudeltaan 15 :n reiässä on+/- 1 aste ja kaltevuuskulan tarkkuus, 1 astetta. Koska ittari on valistettu halkaisijaltaan pieneille kairanrei'ille, siihen oli asennettu keskittäjät ittauksen ajaksi. Borea D2 -ittari laskettiin reikään vaijerin varassa. Mittaukset tehtiin 3 :n pistevälein. Lähtöpisteen koordinaatit ja lähtösuunta sidottiin
12 tilaajan osoittaiin kiintopisteisiin. Lähtökaltevuus itattiin erillisellä kaltevuusittarilla (SLO-H9). Mittaukset ulotettiin reikäsyvyydelle 699 aanpinnasta itattuna. 2.6 Huuhtelupuppaus Loppusyvyyden saavuttaisen jälkeen reikä huuhdeltiin erkityllä vedellä. Reikäseinäät huuhdottiin kallion rikkonaisuuksissa ahdollisesti olevien irtokivien ja kivijauhon tiputtaiseksi reiän pohjalle. Reikäseinäien huuhtelulaitteena oli toisesta päästään tulpattu kaksoisliitin, jonka kehällä oli 9 asteen välein halkaisijaltaan 5 reikä. Tällöin vesisuihkut suuntautuivat kohtisuoraan reiän seinäään. Putkistoa laskettiin vesipaineen ollessa päällä hitaasti alaspäin putkistoa saalla pyörittäen. Huuhteluun käytettiin erkittyä vettä noin 6, 4 3. Reiän huuhtelun jälkeen reikää puhdistettiin puppaaaila vettä kairausputkiston kautta reiän pohjalta uppopupun avulla. Puppaus tehtiin laskealla putkisto reikään. Alirnaisena putkistossa oli reikäputki. Kairausputkiston sisään laskettiin vaijerin varassa uppopuppu noin 3 syvyyteen. Huuhtelupuppausta suoritettiin 3.6.1998 klo 19.3 ja 2.7.1998 klo 1. välisenä aikana. Huuhtelu lopetettiin veden ollessa siläääräisesti kirkasta eli kun vedessä ei ollut enää havaittavissa kivijauhoa. Huuhtelupuppauksen lopetusvaiheessa veden uraniinipitoisuus oli 5 g/1. Huuhtelealla vettä nostettiin reiästä 17,5 3 eli keskiäärin vettä pupattiin 45 1/h. 2. 7 Näytteiden rakennusgeologinen raportointi Näytteet pakattiin noin etrin pituisiin puisiin laatikoihin välittöästi näyteputken tyhjennyksen jälkeen. Geologi raportoi näytteet kairauspaikalle tuodussa toiistotilassa. Raportointi tapahtui pääasiallisesti rakennusgeologisen kallioluokituksen ukaan (Gardeeister et al. 1976 ja Korhonen et al. 1974). Näytteistä tehtiin seuraavat kuvaukset: rakoluettelo, näytehukka ja rikkonaisuus, suunnatut näytteet, katkossua, rakoluku ja RQD-luku, petrografia, rapautuneisuusaste ja näytteen viipaloituinen ( ore dising). Lisäksi kitjattiin nostot ja laatikkoluettelo. Rakoluettelossa esitetään rakojen havainnot juoksevana nueroina. Raon sijaintisyvyys on reikäpituuden ukaisesti 1 :n tarkkuudella näytteen keskilinjaan itattuna. Raon keskikohta voi kuitenkin kaarevalla raolla poiketa paljonkin keskilinjasta, jolloin on käytetty soveltuvaa arvoa. Loppusyvyyttä käytetään, kun havainnot esittävät reikäväliä.
(1 = yläpuoli kovera ja alapuoli inen 1( = yläpuoli inen ja alapuoli kupera ) ) = yläpuoli kupera ja alapuoli kovera )1 = yläpuoli kupera ja alapuoli inen 1) = yläpuoli inen ja alapuoli kovera = yläpuoli inen ja alapuoli inen )( = yläpuoli kupera ja alapuoli kupera S = satula A =aihio 17 Lisäksi jokainen näytelaatikko värivalokuvattiin sekä kuivana että kasteltuna valokuvaajan toiesta. V aiokuvat (kastellut) on esitetty raportin lopussa. 2.8 Näytteiden lujuus- ja uodonuutosoinaisuuksien ääritys Kiven lujuus- ja uodonuutosoinaisuudet ääritettiin Rok Tester -laitteistolla. Näytteet valittiin kolenkyenen etrin välein tai aina, kun kivilaji vaihtuu. Kiokerroin E, Poissonin luku v ja taivutusvetolujuus (Modulus ofrupture) Sax ääritettiin nelipistetaivutuskokeella, jossa uloiat tuet (L) asetettiin 22 etäisyydelle toisistaan ja siseät tuet (U) 65 etäisyydelle toisistaan. Koejätjestely on esitetty kuvassa 2. u L > 3,5 D U L/3 L Kuva 2. Nelipistetaivutuskoe Kiokerroin (E) kuvaa jännityksen suhdetta tapahtuvaan uodonuutokseen. Tätä kuvataan Hooken lailla (kaava 1).
18 E = [Pa] (1) Ea r =jännitys [Pa] Ea = aksiaalinen uodonuutos Poissonin luku ääritetään radiaalisen uodonuutoksen suhteena aksiaaliseen uodonuutokseen (kaava 2). (2) Er = radiaalinen uodonuutos Ea = ak:siaalinen uodonuutos Yksiaksiaalinen puristusurtolujuus O' ääritettiin epäsuorasti pistekuorituskokeen avulla. Kokeessa noudatettiin SRM:n ohjeita (SRM 1981 ja SRM 1985). Kokeesta saatu pistekuoritusindeksi sso kerrottiin luvulla 24, jolloin se vastaa yksiaksiaalista puristusurtolujuutta. Kokeessa näyte asetetaan pisteäisten leukojen väliin ja kuoritusta kasvatetaan, kunnes urtuinen tapahtuu (kuva 3 ). Pistekuoritusindeksi saadaan laskettua urtoon tarvittavan kuorituksen avulla. Testin tulos tulee hyväksyä ainoastaan, jos urtopinta kulkee olepien kuorituspisteiden kautta. Pistekuoritusluku ls lasketaan kaavalla 3. p 1 s =- D']. (3) P = urtokuoritus D = näytteen halkaisija Pistekuoritusluku on riippuvainen näytteen halkaisijasta ja se kotjataan pistekuoritusindeksiksi s5o kaavojen 4 ja 5 avulla. Tulokseen ei näytteen koolla ole vaikutusta. (4) _ ( D)o.4s F-- 5 (5)
19 D ' L >,5D Kuva 3. Pistekuorituskoe 2.9 Jännitystilaittaukset Vattenfall Hydropower AB urakoi reiässä kallion jännitystilaittauksia irtikairausenetelällä. Näihin ittauksiin liittyen Soy teki kaikki kairaukseen liittyvät työt ja Vattenfall Hydropower AB teki kaikki ittaukseen ja tuloskäsittelyyn liittyvät työt. Vattenfall Hydropower AB yös raportoi ittaustulokset erikseen eivätkä ne sisälly tähän raporttiin. Jännitystilaittauksia oli suunniteltu tehtäväksi kolella ittaustasolla, 3, 45 ja 6. Tarkoituksena oli saada viisi onnistunutta ittausta jokaiselta ittaustasolta. Näytteen viipaloituinen, tarkein piiotin irtikairauksen viipaloituinen renkaiksi, aiheutti ser että erillisistä ittaustasoista jouduttiin luopuaan. Pilotteja kairattiin ja ittauksia yritettiin tehdä koko atkalta syvyyksien 3 ja 6 välillä. Yritysten välillä kairauksessa edettiin alle etristä uutaiin kyeniin etreihin. Kaikkiaan reiässä kairattiin 47 pilottireikää. Kairatut pilotit alku- ja loppusyvyyksineen on esitetty liitteessä 8. 16.
2 3. REÄN TEKNSET TEDOT 3.1 Reiän sijainti ja taipua Reiän HH-KR6 lähtökaltevuus 9, astetta. Reikä- eli näytepituuden -pisteenä käytettiin aanpintaa. Kaikki ainitut syvyystiedot tarkoittavat reikäpituutta aanpinnasta lukien ellei erikseen toisin ainita. Reiän koordinaatit ovat taulukossa 2. Borea-ittauksen tulokset on esitetty listauksena liitteessä 8.14 ja projektiopiirroksina liitteessä 8.15. Liitteessä 8.15 (1/3) ylepi kuva esittä reiän taipuaa sivusuunnassa aanpintatasoon projisoituna. D-akseli esittää teoreettista taipuattoan reiän aanpintaprojektiota. Alepi kuva esittää reiän pystysuuntaista taipuaa, kaltevuuden uutosta niin, että akseli Z esittää teoreettista taipuattoan reiän kaltevuutta reiän suuntaiselle leikkaustasolle. Projektioiden ittakaava vaihtelee niin, että reiän pituus esitetään aina saana riippuatta sen todellisesta pituudesta. D-akselin pituus on 1.1 * reiän esityspituus Borea D2 -taipuaittarilla saatiin reikäsyvyydessä 699 sivusuuntapoikkeaiksi,36 etelään ja L55 länteen reiän lähtösuuntaan nähden. Kokonaispoikkeaaksi lähtösuunnasta saatiin Borea-laitteistolla,2 %. Borea ittauksen ukaan lasketut koordinaatit valtakunnallisessa XYZ koordinaatistossa syvyydellä 699 on esitetty taulukossa 2 Taulukko 2. Reiän HH-KR6 koordinaatit Pisteen sijainti X y z Lähtöpiste, aanpinta 669 545,39 346 412,58 9,57 Lähtöpiste, putken suu 669 545)9 346 412,58 9, 79 Loppupiste ( 699 ) 669 545,3 3464119,3-689,41
21 3.2 Reiän yläosan rakenne Ennen kallionäytekairauksen aloittaista porattiin uppoporauskalustolla aakerrosten läpi kallioon 194/184 aaputki. Maaputki porattiin aanpinnasta 2, 7 syvyyteen. Maapaksuudeksi arvioitiin noin 1,5. Sen jälkeen porattiin kallioon halkaisijaltaan 165 reikä 4,6 syvyyteen. Reikään asennettiin halkaisijaltaan 14/13 suojaputki, joka seentoitiin kallioon. Tään jälkeen aaputki katkaistiin aanpinnan tasoon. Suojaputken alapäänä on suppilo, jonka tarkoituksena on helpottaa reikäittauslaitteiston laskeista reikään. Suppilon pohjan halkaisija on 84/77, ja se on varustettu oikeankätisellä kierteellä, johon kairauksen aikana suojaputket voitiin ttää. Seentin pääsy putken sisään estettiin sulkealla 84/77 putki alapäästään teräslevyllä. Kairausta aloitettaessa levy läpäistiin kairaaalla. Syvyydeltä 4,6 kairaus tapahtui T -76 kalustolla. Liitteessä 8.3 on esitetty reiän yläosan ja suppilon rakenne. Työn lopuksi reiän yläpäähän aapeitteen päälle vaiettiin pinta-alaltaan 1, x 1, 2 teräsbetonilaatta. Betonilaatta ankkuroitiin raudoituksilla 194/184 suojaputkeen ja aahan. Putken suu suljettiin lukittavalla tulpalla.
22 4. RAKENNUSGEOLOGA 4.1 Kairauksen vaikutus näytteisiin Näytehukan syntyiseen johtanutta näytteen rikkoutuista tai jauhautuista tapahtui kaikkiaan,38. Näytehukkaa syntyi sekä kairausteknisistä syistä että rakoilleen kallion jauhautuisen tuloksena. Kairausteknistä näytehukkaa syntyi kahdella eri syvyydellä yhteensä,3. Syynä näytehukkaan oli näytteen urskautuinen ja jauhautuinen ajon aikana. Rakoilleesta kalliosta aiheutui näytehukkaa kerran,8. Tää näytehukka johtui rakoilleen ja rapautuneen kallion jauhautuisesta kairauksen aikana. Näytehukka on esitetty yhdessä kallion rikkonaisuusasteen kanssa taulukossa liitteessä 8. 7. 4.2 Kivilaatu Alueen kallioperä koostuu rapakivigraniitista, jolla on useita uunnoksia. Niistä käytetään niityksiä rakeinen rapakivigraniitti, pyterliitti, viborgiitti. Lisäksi rapakivigraniitissa on juonina pegatiittia ja apliittia. Kairausnäytteistä tavatut pääkivilajit niettiin viborgiittiseksi pyterliitiksi ja rakeiseksi rapakivigraniitiksi, josta on käytetty niitystä rakeinen graniitti. Kapeina juonina ja sulkeuina lävistettiin pegatiittia. Pyterliitille ja viborgiitille ovat oinaisia isot usein pyöreähköt kaliaasälpähajarakeet. Niiden erona on kivessä olevien kehättöien ja kehällisten ovoidien osuudet. Nää kehät ovat uodostuneet plagioklaasista. Pyterliitissä kehättöien ja viborgiitissa kehällisten ovoidien osuudet ovat yli 5 prosenttia. Lisäksi vaipattoissakin ovoideissa saattoi havaita kehiä, jotka koostuivat kiilteestä ja kvartsista. Pyterliitissä hajarakeet ovat keskiäärin suurepia kuin viborgiitissa. Halkaisijaltaan 62 illietrin näyte on usein liian pieni arvioitaessa kehättöien ja kehällisten ovoidien paljoussuhteita. Pyterliitti, jossa ovoidien laatu vaihtelee hetkellisesti viborgiittiseksi, on reiän vallitseva kivilaji reiän alusta syvyydelle noin 315, syvyysväli noin 44... 566 sekä syvyydeltä noin 596 reiän loppuun. Tasarakeista graniittia on pyterliittisillä osuuksilla vain ohuina välikerroksina. Ovoidien koko vaihtelee, utta suuriillaan ne ovat halkaisijaltaan jopa noin 85. Pyterliitin perusassa on raekooltaan keskirakeista, 1... 5. Rakenteeltaan se on assaaista ja suuntautuatonta, MO. Perusassa koostuu aasälvistä, kvartsista, kiilteestä ja jonkin verran on yös sarvivälkettä.
23 Tasarakeisia graniitteja on lähinnä reiän keskiosissa syvyysväleillä noin 315... 44 ja 566... 596. Lisäksi niitä on vaihtelevan paksuisina jaksoina pyterliitissä. Tasarakeisissa uunnoksissa raekoko on pääasiassa keskirakeista. Paikoin esiintyy yös hienorakeisia ja earakeisia osuuksia. Rakenteeltaan kivi on assaaista ja suuntautuatonta, MO. Tasarakeisissakin uunnoksissa esiintyy paikoin yksittäisiä pieniä ovoideja, jotka yleensä eivät ole kehällisiä. Pääineraaleina ovat aasälvät, kvartsi, biotiitti ja jonkin verran on yös sarvivälkettä. Lisäksi esiintyi earakeisia pegatiittejä pahkuina ja juonina. Pegatiitti on raekooltaan earakeista. Pegatiitissa pääineraaleina ovat aasälvät ja kvartsi ja lisäksi on paikoin kiilteitä, jotka uodostavat paikoitellen ofiittista rakennetta. Kivilajien kuvaus syvyyksittäin on esitetty liitteessä 8.1. Kuvassa 4 on esitetty kivilajit ja rakotiheysjakaua graafisesti. Näytteet ovat pääosin rapautuattoia tai lievästi rapautuneita. Vyöhykkeitä, joissa näyte on kohtalaisesti rapautunutta on kaksi kappaletta. Niiden lisäksi on yksi lievästi rapautunut vyöhyke, joka on osittain yös kohtalaisesti rapautunut. Näyte on täysin rapautunut yhdestä kohtaa. Lievästi rapautuneita vyöhykkeitä on useita. Yleensä niissä on heatiittiutuista, kloriittiutuista, kiilteiden syöpyistä ja plagioklaasin saentuista ja uuttuista. Rapautuneisuus liittyy yleensä runsaaseen tai tiheään rakoiluun. Reiän loppuosalla, syyysvälillä noin 63... 694, on yhtenäinen vähän rapautunut vyöhyke. Paikoin on rapautuattoissakin osuuksissa nähtävissä plagioklaasikehien ja plagioklaasikiteiden värin saentuista ja talkkiutuista. Liitteessä 8.4 on esitetty kivilajien rapautuneisuusaste.
--------------------- -- 24 4! 1 SELTYS KVLAJT PYTERLTT 1 VBORGTT - TASARAKENEN RAPAKV 3 RAKOLU D Harvarakoinen [D Vähärakoinen ( < 1 ) ( 1-3 ) Runsasrakoinen ( 3-1 ) 4 Tiheärakoinen ( > 1 ) 5 6 7 Kuva 4. Kivilajit ja rakoilu
25 4.3 Rakoilo Rakoilu on pääosin täytteistä tai tiivistä. Selvästi avoiia, täytteettöiä rakoja on havaittu vain yksi. Täytteisissä raoissa täyteateriaali on yleensä ustaa, haraata, haraanvihreää, tuanhannaata, ruskeaa tai valkoista. Täytteisissä raoissa on rakotäytettä usein vain ohuelti silauksena rakojen pinnoilla ja rakojen vastakkaiset pinnat ovat hyvin yhtenäiset. Osassa raoista on rakotäytettä jopa useita illietrejä. Joissain raoissa on oauotoisia kiteitä,. fluoriittia. Osa täytteisistä raoista on näytteessä edelleen -iskostuneena. Myös tiiviillä raolla saattaa olla selvä väri, joten tiiviin ja täytteisen raon välille ei ole ollut helppo asettaa selkeää rajaa. Suuriaksi osaksi värin oaavat raot on niiden hyvinkin ohuen rakotäytteen vuoksi luokiteltu täytteisiksi. Savitäytteisiä rakoja on havainnoitu 5 kpl ja urutäytteisiä 41 kpl. Haaiskapintaisia rakoja on lävistetty 67 kpl. Muru- ja savitäytteiset raot ovat lähes kaikki rikkonaisissa, tiheärakoisissa vyöhykkeissä. Haarniskapintaiset raot esiintyvät isein, utta kuitenkin noin puolet niistäkin on rikkonaisissa, tiheärakoisissa vyöhykkeissä. Yksityiskohtaiset tiedot raoista ovat liitteessä 8. 5. Rakopintojen uoto vaihtelee suuresti. Yleisiät rakopinnanuodot ovat inen ja epäinen rakopinnan ollessa puoliea, utta kaikenlaiset uunnokset ovat yleisiä. Kallion rakoluku on keskiäärin 2, 73 kpll ja RQD -luku on 93,9 %. Keskiääräinen rako- ja RQD-luku vaihtelee paljon. Taulukossa 3 on esitetty keskiääräisen rako- ja RQD-luvun vaihtelu syvyysväleittäin. Kuvassa 4 kallion rakoluku ja kivilajit on esitetty graafisesti ja kuvassa 5 on esitetty rakoluvun ja RQD-luvun vaihtelu graafisesti. Liitteessä 8.6 esitetään rakoluku, katkossua ja RQD-luku. Taulukko 3. Kallion keskiääräinen rako- ja RQD-luku syvyysväleittäin. Syvyysväli Keskiääräinen rakoluku Syvyysväli Keskiääräinen rakoluku - ja RQD-luku - ja RQD-luku kpll 1% kpl//% 4,6-386 3,88 19,2 432-569,28 199,8 386-432,93 198,1 569-7,91 3,21 195,4
1 1 26 :::1 :::1 5 45 4 35 3 25 <U a:: 2 15 1 5 Rako- ja RQD-uku - Rakoluku -RQD trl w ;! ' 11 1!111 ': nltl l 1\f 1 ; i'l i! 1 1 1 1 1 1 :1 1,. 1:,1 1 i. : 1 1.1... 11t:J 1 111 1. ;!.1 ll! :i 1! 1! 1.. 1 ' 1 _jj l_a ""''1.L 1 t. 4 14 24 34 44 Syvyys i.l.j. 1 '/ j!'lllll ;j 1 i 1 l 11,y 1! "W'JjJ. _...l,, -Yf"J\ 54 64 1 1 i! i 1 74 1 9 8 7 6 5 a 4 3 2 1 a:: Kuva 5. Rakoluvun ja RQD-luvun vaihtelu. Rikkanaisia osuuksia lävistettiin 26 kpl. Monet osuudet kuuluvat ileisesti saaan rikkonaisuusvyöhykkeeseen, utta jos niiden välillä on ehjepää kiviainesta, on ne luettu oiin osuuksiinsa. Osuudet ovat yhtä lukuunottaatta urrosrakenteisia. Tääkin yksi rikkonaisuusvyöhyke on pääosin urrosrakenteinen, utta siinä on kapea savirakenteinen osuus. Rikkanaisten osuuksien pituudet vaihtelevat välillä,24... 13,4. Yhteensä rikkanaisia osuuksia on 37,25, joka on 5,6 % reiän kokonaisnäyteäärästä. Liitteessä 8.7 on esitetty kallion rikkonaisuusvyöhykkeet. 4.4 Näytteen viipaloitoineo Näytteen viipaloituista, ore dising -iliötä, on havaittu ensiäisen kerran reikäpituudessa 144,93. Kuitenkin tuolloin se on ollut yksittäinen iliö. Jännitystilaittauksiin liittyen näytteessä on havaittavissa erkkejä näytteen viipaloituisesta noin 3 reikäpituudesta alkaen. Voiakkaain viipaloituinen tai oikeain näytteen viipaloituntinen renkaiksi pilottireikien osuudella alkaa syvyydellä noin 36. Varsinaista T- 76 näytteen viipaloituntista on syvyydeltä noin 48, jolloin urtuia on pääosin harvassa, yli näytteen halkaisijan itan päässä toisistaan. Varsin usein kyseisessä tapauksessa viipaloituinen on lisäksi usein uodoltaan heikosti kehittynyt ja se voi olla vaikeasti erotettavissa ekaanisesta katkoksesta näytteessä. Osa viipaloituisurtuien
27 pinnoista sisältää pinnanuodossaan eleenttejä useaastakin tyypistä. Viipaloituista ei ole havaittu syvyyden 69,65 jälkeen. Liitteessä 8.11 on esitetty näytteen viipaloituinen. 4.5 Näytteiden lujuus- ja uodonuutosoinaisuudet Näytteistä ääritettiin lujuus- ja uodonuutosoinaisuudet vähintään 3 :n välein sekä yös kivilajin vaihtuessa. Määrityksiä tehtiin 25 kpl. Kivilajeina vaihtelee pyterliitti ( 19 kpl) ja rakeinen graniitti ( 6 kpl). Mittaustulosten hajontaa aiheuttivat pyterliitin suuri raekoko, rakeisen graniitin raekoon vaihtelu ja pyterliitille oinainen runsas ikrorakoilu. Lisäksi hajontaa aiheutti kaikissa kivilajeissa esiintyvä suuren jännitystilan purkautuinen sydännäytteessä ( ore dising). Kivilajien välisissä lujuuksissa oli huoattava ero pyterliitin keskilujuuden ollessa n. 16 MPa, kun se rakeisella graniitilla oli n. 2 MPa. Kiokertoien osalta kivilajien välillä ei ole erkittävää eroa. Laboratoriokokeiden tulokset on esitetty taulukossa 4, jossa on yös laskettu lujuus- ja uodonuutosoinaisuuksien keskiarvot kivilajeittain. Puristuslujuus, kiokerroin ja taivutuslujuus syvyyden funktiona on esitetty kuvassa 6. 25. - ----------------------------------r-.-. -.-.K-io-k-er-rO--n -(G-Pa-] ---,f --- --tt-- Puristuslujuus (MPa]! - - Taivutusvetolujuus [MPaJ 35. 3. "f2. 2. : 115..!!. 1 -.. 1 1 1. ::1 ::1 ;- Wi! :: l. 5. - -._... 25. 1 2. ;,.. 1 \,... ; _.. /...... 'x- ' _._,,. -- --J... ' _.. - 4. i \.- 1... : "5" i > 15. å....'1{. _: \ ;......... --. "..-.. -!. llr_.i._.. -... t. /..... 5. 1: Å. +-----;-------r------+---------+---------t-.. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 1. : > ;... Kuva 6. Puristuslujuus ja kiokerroin syvyyden funktiona.
28 Taulukko 4. Laboratoriokoetulosten yhteenveto Syvyys E V SiO lsao o1 o2 Sax Kivilaji GPa MPa MPa MPa MPa MPa 4,5 67,78,2 8,41 1,92 21,73 262,1 13,53 PYT-VB 7, 62,2,2 7,95 8,86 19,89 212,57 1,42 PYT-VB 1, 54,7,21 8,8 11,26 193,8 27,21 17,82 PYT-VB 129,9 37,21,17 5,76 4,94 138,28 118,45 8,96 PYT-VB 158, 68,21,17 6,4 6,79 153,61 162,87 11,79 PYT-VB 186,5 36,85,14 5,17 4,1 124, 98,35 7,53 PYT-VB 216,5 34,7,21 6,7 5,39 16,75 129,29 1, PYT-VB 245,2 67,66,3 5,95 6,32 142,77 151,76 12,31 PYT-VB 268,4 67,15,29 6,22 4,53 149,38 18,67 9,65 PYT-VB 291,9 65,57,24 5,48 4,9 131,4 117,66 4,58 PYT-VB 296, 72,5,27 5,38 4,97 129,2 119,24 9,86 PYT-VB 319,3 63,6,26 9,84 9,26 236,1 222,36 27,2 rakeinen graniitti 349, 51,68,23 8,39 6,84 21,47 164,19 14,34 rakeinen graniitti 377,9 55,66,28 9,3 8,37 216,8 2,94 9,84 rakeinen graniitti 46,7 52,39,21 9,44 1,62 226,59 254,88 18,87 rakeinen graniitti 435, 59,42,24 7,27 8,86 174,5 212,57 14,83 rakeinen graniitti 464,7 46,57,28 4,51 5,25 18,14 126,12 2,11 PYT-VB 494,2 41' 11,17 5,39 5,52 129,29 132,46 7,94 PYT-VB 516,9 3,64,18 6,68 5,61 16,22 134,58 6,8 PYT-VB 545,4 37,84,26 5,59 5,35 134,5 128,5 6,55 PYT-VB 575,6 62,67,28 5,46 5,2 131,14 124,79 12,34 rakeinen graniitti 62,2 71,99,23 6,93 6,22 166,3 149,38 17,32 PYT-VB 626,8 71,49,21 8,9 7,2 213,63 172,91 9,89 PYT-VB 653,8 59,17,18 9,15 9,79 219,71 235,5 16,2 PYT-VB 683,8 5,27,25 5,73 5,59 137,48 134,5 12,26 PYT-VB keskiarvo 55,77,23 6,93 166 11,68 keskihaj. 13,28,4 1,88 45 5,24 kaikki keskihaj.% 24% 2% 27% 27% 45% keskiarvo 57,57,25 8,22 197 16,24 keskihaj. 8,85,3 1,69 41 7,24 rakeinen graniitti keskihaj.% 15% 1% 21% 21% 45% keskiarvo 54,92,22 6,52 157 1,24 keskihaj. 14,76,5 1,77 42 4,13 PYT-VB keskihaj.% 27% 21% 27% 27% 4% lujuuksrlle on laskettu yhdrstetty keskrarvo PYT-VB = pyterliittilviborgiitti
5. TARKKALUMTTAUSTULOKSET 29 5.1 Huuhteluveden sähkönjohtokyky Kairauksen aikana seurattiin sekä huuhteluveden että reiästä palautuvan veden sähkönjohtavuutta. Huuhteluveden sähkönjohtavuus itattiin lähes jokaisesta erkkiaine-erästä erkkiaineen sekoittaisen jälkeen. Sähkönjohtavuus oli välillä 13,4... 23,5 S/. Tulokset on esitetty liitteessä 8.12. Reiän alkuosalla, reikäsyvyydelle notn 112, palautuneen veden sähkönjohtokyky vaihteli välillä 25,... 74,7 S/. Tään jälkeen, reikäsyvyysvälillä noin 112... 228, sähkönjohtavuus kohosi välille 27,... 646 S/. Reiän loppuosassa sähkönjohtavuus vaihteli runsaasti, kuitenkin sähkönjohtavuustaso oli korkeaalla kuin reiän alkuosassa. Reiän loppuosassa sähkönjohtavuus vaihteli välillä 87,... 132 S/. Mittaustulokset palautuvasta huuhteluvedestä on esitetty graafisesti kuvassa 7. Sähkönjohtavuus 141 12 1 E 8 (i) E 6 4 f 2 ) 1 1/ j T"" N N 1\1 ' 1 1,,, A A rv 1 V V J r V Syvyys 1 1 V N l() lf \ f ) J /( 1 1 V \1 (() l() A V\ r-.. ' <D r-.. Kuva 7. Palautuneen veden sähkönjohto kyky.
5.2 Huuhteluveden ja paluuveden äärä 3 Kairauksen aikana käytettiin huuhteluvettä 525,6 3. Kairauksen lopuksi reiän huuhteluun käytettiin lisäksi vettä 6, 4 3. Kairauksen aikana vettä palautui reiästä ääräittarin kautta 363,3 3. Määräittarin ohi vettä palautui putkien noston ja varsinkin autoinnin yhteydessä huoattavia ääriä, arviolta noin kolannes palautuneesta vedestä, joka on noin 18 3. Huuhtelupuppauksen aikana vettä palautui 17,5 3. Kairauksen aikana vedentulo ylös loppui syvyydellä noin 11. Tään syvyyden jälkeen itatut paluuvesiäärät ovat autoialla ylös saatua vettä. Mautoialla vettä saatiin eneän ylös kuin ääräittarin läpi ahtui virtaaaan. Kuvassa 8 on esitetty huuhteluveden ja ääräittarin kautta palautuneen paluuveden äärät kuulatiivisesti. 6 Huuhtelu- ja paluuvedet! -Huuhteluwsi - Paluu-..esi 1 i :s G) 5 :a 4 E 3 ;: :::::s :::::s 2 1...,. <.,..- N C'll C'll "'t Syvyys < "'t N 1. 1....,. CO f'- Kuva 8. Käytetyn huuhteluveden ja paluuveden äärät kuulatiivisesti. 5.3 Huuhteluveden paine Reiässä huuhteluveden paine vaihteli kallio-olosuhteiden ukaan välillä -3,8 :MPa. Syvyydellä noin 112 huuhteluveden paine putosi,2 :MPa:iin ja syvyydellä noin316 paine putosi MPa:iin. Syvyysväleillä 112... 316 ja 316... 7 paine kohosi keski-
31 äärin isesti putkistovastuksen lisääntyessä. Rakoilun äärän vaihtelut ja jännitystilaittauksiin liittyvien pilattien irtikairauksen yhteydessä näytteen viipaloituinen aiheuttivat paikoitellen paineen nopeaa vaihtelua. Huuhteluveden paineen käyttäytyinen on esitetty kuvassa 9. Huuhteluveden paine 4. 3.5 3. 2.5 Cl 2. 1.5 1..5. 8 Syvyys Kuva 9. Huuhteluveden paineen vaihtelu. 5.4 Kivijauhon äärä Reiästä poistunut kivijauho kerättiin altaaseen ja sen äärä itattiin. Reiästä poistui noin 1125 1 ärkää kivijauhoa. Koska reikä on kairattu 76 ulkoläpiittaisilla terällä, terän työstään alueen tilavuus eli reiästä kivijauhona irrotetun kiven kiintotilavuus on 1,517 1/. Kokonaisuudessaan reiästä irrotettiin noin 13 1 kivijauhoa. Jos ärän kivijauhon löystyiskerroin on 1,7 saadaan sen tilavuudeksijauheena noin 1751. Tällöin noin 66% kairauksen aikana syntyneestä kivijauhosta poistui reiästä kairauksen ja sitä seuranneen huuhtelupuppauksen aikana.
32 5.5 Huuhteluveden ja paluuveden erkkiainepitoisuus Huuhteluveden erkkiaineen pitoisuutta käytetään ääritettäessä vesinäytteiden edustavuutta. Huuhteluveden suunniteltu erkkiainepitoisuus oli,5 g/ 3. Yleensä erkkiainepitoisuus oli lähellä haluttua tasoa, utta uutaassa huuhteluvesierässä urainipitoisuus oli tavoitetta hiean atalapi tai korkeapi. leisesti erkkiainetta oli sitä liuotettaessa jäänyt lasipulloon vähäinen äärä tai edellisen erän erkkiainetta oli joutunut seuraavan erän ukaan. Erissä n:o 4, 86 ja 89 olivat pitoisuudet 617 J.lg/1, 642 J.lg/1 ja 66 J.lg/1. Näytteiden korkeat pitoisuudet ovat todennäköisesti aiheutuneet siitä, että apukairaaja on ottanut näytteen hiean ennen säiliön täyttyistä, jolloin pitoisuus on näytteessä todellista korkeapi. Liitteessä 8.12 on esitetty erkkiainelisäykset, huuhteluvedestä otetut näytteet, huuhteluveden sähkönjohtavuus ja uraniinipitoisuus. Paluuvedestä otettiin näytteet kerran vuorokaudessa. Uraniinipitoisuudet vaihtelivat paljon. Pitoisuus vaihteli välillä 15... 545 J.lg/1. Lopussa huuhtelupuppauksen jälkeen pitoisuus oli 5 J.tg/1. Paluuvesinäytteistä ääritetyt urainipitoisuudet ovat liitteessä 8.13.
33 6. YHTEENVETO Käytöstä poistetun ydinpolttoaineen yksityiskohtaisiin sijoituspaikkatutkiuksiin liittyen Suoen Mali Oy (Soy) kairasi Loviisan Hästholenin tutkiusalueelle 7,91 syvyisen kairanreiän. Reiän tunnus on HH-KR6. Kairauksen aikana tehtiin tarkkailuittauksia ja otettiin näytteitä huuhteluvedestä. Tarkkailuittauksia olivat huuhtelu- ja paluuveden sähkönjohtokykyittaukset, huuhteluveden paineen ja huuhteluvesi-/paluuvesiäärien seuranta. Tarkkailuittausten avulla pyrittiin saaaan lisäinforaatiota kallio-olosuhteista. Huuhteluveden sähkönjohtavuus vaihteli välillä 13,4... 23,5 S/ja paluuveden välillä 25,... 132 S/. Huuhteluveden paine vaihteli välillä... 3, 8 1\fi>a. Syvyystasojen 3 ja 6 välillä tehtiin kallion jännitystilaittauksia kairaustoieksiannon ulkopuolisena työnä. Mittaukseen liittyneet kairaustoienpiteet sisällytettiin kairaustoieksiantoon. Kairauksessa käytettiin erkittyä vettä. Merkkiaineena käytettiin uraniinia. Työn aikana käytettiin huuhteluvettä noin 526 3. Kairauksen päätyttyä reiän seinäien pesuun käytettiin vettä 6,4 3. Reiästä palautui kairauksen aikana vettä ääräittarin kautta noin 363 3. Työn lopuksi reikä huuhdeltiin puppaaaila 17,5 3 vettä reiän pohjalta. Huuhtelun jälkeen reiän taipua itattiin Borea D2 -laitteistolla. Mittaustulosten ukaan reikä on 699 :n syvyydessä taipunut etelään,36 ja länteen 1,55. Kallionäytteistä ääritettiin yksiaksiaalinen puristusurtolujuus, kiooduuli ja Poissonin luku. Yksiaksiaalinen puristusurtolujuus oli keskiäärin noin 166 1\fi>a, kiooduli oli keskiäärin noin 56 GPa ja Poissonin luku,23. Kivilaji oli rapakivigraniittia, jolla on useita eri uunnoksia. Näytteet ovat yleensä rapautuattoia tai lievästi rapautuneita. Vain uutaissa runsas- ja tiheärakoisissa vyöhykkeissä on kohtalaisesti rapautuneita osuuksia. Raot ovat pääasiallisesti täytteisiä tai tiiviitä. Noin 145 syvyyden jälkeen on havaittu näytteen viipaloituista ( ore dising). Kallion rakoluku on keskiäärin 2,73 kpl/ ja RQD-luku 93,9 %. Haarniskapintaisia rakoja lävistettiin 67 kpl, ururakoja 41 kpl ja savitäytteisiä rakoja 5 kpl. Rikkonaisia, tiheärakoisia osuuksia lävistettiin 26 kpl. Rikkanaisia osuuksia oli-yhteensä 37,25, joka on 5,6% näytteiden kokonaisäärästä.
34 7. VllTTEET Barto N & Choubey, V., 1977. The shear strength ofrokjoints in theory and pratie. Teoksessa: Rok Mehanis 1, s. 1-54. Springer-Verlag. Gardeeister, R., Johansso S., Korhone P., Patrikaine P., Tuisku, T. ja Vähäsatja, P. 1976. Rakennusgeologisen kallioluokituksen soveltainen. VTT Julkaisusatja, Tiedonanto 25. SRM. 1981. Suggested Methods for Deterining the Uniaxial Copressive Strength and Deforability of Rok Materials. n Rok Charaterization Testing & Monitoring. Oxford, Pergaon Press. s. 113-116. SRM. 1985. Suggested Method for Deterining Point Load Strength. nteational Joual Rok Meh. Min. Si. & Geoeh. Voi. 22, no 2. S. 51-6. Korhone K-H., Gardeeister, R., Jääskeläinen, H., Niini, H. ja Vähäsatja, P. 1974. Rakennusalan kallioluokitus. VTT Julkaisusatja, Tiedonanto 12. Saltikoff, B. 1972. Mineraaliniisanasto. Espoo, Geologinen tutkiuslaitos. Tutkiusraportti no 11. 82 s. SBN 951-69-44-5.
1he THOLMEN HH-KR6 kureiän poraus ustyöt iraus, 4-7 nitystilaittaukseupilotin kairaukset uuhtelupuppaus vusuuntaittaus, Borea Lopetustyöt -t -t -t z -t )> r (..) 1 =i CD
36 KALUSTOLUETTELO,HH-KR6 LTE 8.2 Niike 1. KALLONÄYTEKARAUSKALUSTO - Diae 1 S 1 kpl -Royal Bean -puppu, iusuodatin CT-12 1 kpl - Alu 72 7 - Alu 53 3 - Teräputket, T-76 5 kpl - Terät, kalvaiet, T-76 4 kpl - Suojaputket 84n7 5 - Ventiililaitteisto 1 kpl - Vaijeri 12 - Sähkökeskus 2 kpl - Työkaluja y 2. HUUHTELUVESJÄRJESTELY - Vesisäiliö 3 3 2 kpl - Mittausjärjestelä 1 srj - Vesiittareita 3 kpl - Suodatin 1 kpl - Vesilinjaa 2 - Selkeytysallas 1 kpl - Uppopuppu 2 kpl - Kopressori 1 kpl - Mautointiputket (3 uoviputkea) 3 kpl 3. ALKUREÄN PORAUS -Täydellinen kaivonporausyksikkö 1 kpl 4. APUKALUSTO - Toiistotila 1 kpl - Taukotila 1 kpl - Varastotila 1 kpl -Puhelin 1 kpl 5. TARVKKEET - Näytelaatikot, T-76 2 kpl - Merkkiaine 15 kpl 6. MTTAUSKALUSTO - Johtokykyittari 1 kpl - PP-kaltevuusittari 1 kpl - Borea -laitteisto 1 kpl - Sähköluoti 1 kpl 7. KALLONÄYTTEDEN TULOSTUS -Tietokone 1 kpl - Tutkiuslaitteet 1 s -Rok Tester -laitteisto 1 kpl
37 LTE 8.3 REÄN ALKUOSAN RAKENNE, HH-KR6 Z1 Suojahattu Betonilaatta Z2 --- Maanpinta Z2 itta e /:) 1.' itta a ' A. CO... :t::. -E. }; ll.,d - ' \ Q..,. 1 J, -.P.4 ( p itta d MTAT Z 1 =+9,79 z2 =+9,57 a = 1,5 b 2,7 = 4,6 d = 7,91 e =,22
putk1 avataan kolesta kohtaan 2-3 le.'veanä urana 5 3 lg j::: lg...11:: '(5 1 -... &..1:) & :: & (..) 55 73 128 Oao 1 Piirualutnl.fllara 1 Otan tai kokoanponoryiynon 1 Standardi _ Tovorolunnua nn11y1 loi luettelo Yleialoleron111l 1 Nillakaava l Tuote l L illyy :::J B.. 96 l1wk. Hyv. 1: 1 1 TERRA- TEAM OY Huaau kg Muoto, alli,aaro Enl. Suppilo B4n7 putkelle 1 Uuai suppilo Kpl 1 1 =i (,..)
39 RAPAUTUNESUUSASTE, HH-KR6 LTE 8.4 Alkus. Loppus. Rapautuneisuusaste Huo. 4,6 42,35 RpO(Rp1) 42,35 53,83 RpO 53,83 54,58 RpO(Rp1) 54,58 73,63 RpO 73,63 16,12 RpO(Rp1) Lievää rapautuneisuutta lähinnä rakoiluun liittyen. 16,12 128,8 Rp1 (Rp2) 128,8 146,64 RpO(Rp1) 146,64 157,33 RpO 157,33 182,76 RpO... Rp1 182,76 22,66 RpO(Rp1) 22,66 232,83 RpO 232,83 24,37 RpO(Rp1) 24,37 268,58 RpO 268,58 276,86 RpO... Rp1 276,86 289,17 RpO 289,17 29,37 Rp2(Rp1) 29,37 29,43 Rp3 29,43 29,81 Rp1(Rp2) 29,81 293,91 RpO... Rp1 293,91 315,83 RpO 315,83 329,25 RpO... Rp1 329,25 329,39 Rp2(Rp1) 329,39 344,76 RpO... Rp1 344,76 366,41 RpO 366,41 368,67 RpO(Rp1) 368,67 431,35 RpO 431,35 432,4 Rp1 432,4 569,45 RpO 569,45 579,35 RpO(Rp1) 579,35 59,96 RpO 59,96 61,88 RpO... Rp1 61,88 68,32 Rp1 68,32 616,62 RpO... Rp1 616,62 63,8 RpO(Rp1) 63,8 693,74 Rp1 693,74 698,94 RpO(Rp1) 698,94 7,91 RpO
Rako Alku- Loppu Raon Rako- Täytteen syvyys, syvyys, laatu kula paksuus astetta 1 4,11 tä 9 2 4,15 ti 85 3 42,26 tä 8 4 42,28 ti 7 5 42,54 tä 85 6 45,37 tä 8 7 45,55 ti 7 8 45,57 tä 7 9 45,61 ti 7 1 45,62 tä 7 11 45,65 tä 7 12 46,24 tä 8 13 49,57 ti 85 14 49,58 tä 85 15 51, tä 25 16 53,86 tä 85 17 53,91 ti 8 18 54,8 av 8 19 54,9 täu 75 2 54,12 tä 8 1 21 54,13 tä 8,5 22 54,17 tä 8 23 54,18 tä 65 24 54,19 tä 85 25 54,32 tä 9,5 26 6,96 tä 2,5 27 62,98 ti 8 28 63,12 ti 85 29 63,63 tä 8 3 65,36 tä 8 31 65,42 täsa 85 32 65,44 tä 8 33 71,72 ti 8 34 73,63 tä 8 35 73,64 tä 85 36 73,69 ti 85 37 73,7 ti 75 38 73,82 tä 8 39 73,85 tä 8 4 73,89 tä 8 Rakopinnan Täytteen Rakoväri laatu pinnan uoto har har, vrus karb vhar karb ust, vrus thar, vrus thar, vrus ust, valk ust ust, hvih valk karb ust, har karb prus prus prus, valk karb prus, hvih karb prus, hvih, trus prus, hvih prus kaar vrus karb valk karb ust ust, har karb ust,hvih ust trus, prus, hvih trus, prus, valk karb ust, trus, hvih kaar trus, valk, hvih karb trus Rakopinnan laatu sile sile sile sile Huo! os hiekka täyte. 5-2, kiteitä kiteitä ------ ="' r :::1 r ::: > : =i 1
Rako Alku- Loppu Raon Rako- Täytteen syvyys, syvyys, laatu kula paksuus astetta 41 73,99 täha 8 42 74,9 tä 8 43 74,11 tä 9 44 74,18 tä 8 45 74,27 ti 8 46 74,3 tä 9 47 74,7 tä 8 48 74,71 tä 8 49 74,89 tä 8 5 74,9 tä 8 51 74,92 tä 75 52 74,94 tä 85 53 74,97 tä 85 54 74,99 täu 75 4 55 75,2 täu 8 2 56 75,1 tä 85 57 75,27 tä 8 58 75,29 ti 75 59 75,34 tä 75,5 6 75,46 tä 8 61 75,52 tä 75,5 62 75,54 tä 8 63 75,56 tä 85 64 75,8 tä 2 65 75,85 täu 85 3 66 75,87 täu 9 67 79,7 tä 7 68 79,8 tä 65 69 79,1 täu 75 1 7 79,13 tä 75 71 79,15 tä 75 72 8,7 tä 6 73 8,74 tä 6 74 8,82 tä 5 75 81,8 täu 6 1 76 81,12 tä 65 77 81,16 tä 65 78 81,4 tä 75 79 82,8 tä 8 8 82,11 tä 75 Rakopinnan Täytteen Rakoväri laatu pinnan uoto trus, hvih trus, vihr kaar trus prus, ust trus, vihr, valk karb ust trus, prus trus, ust, valk ust ust, valk trus, vihr hvih, ust, vrus karb rusk, hvih hvih, rusk, ust kaar trus, hvih, valk karb trus, vihr klor trus, hvih, vrus karb vihr, vvih, rusk hvih, valk, trus vihr, ust valk, ust ust hvih, rusk kaar rusk har har, ust har har, ust har, ust ust ust har, ust har ust, har ust ust ust ust Rako- Huo! pinnan laatu sile os täyte.5-2 sile ;:ll\ r =1 r :: > : =i (X).n
Rako Alku- Loppu Raon Rako- Täytteen Rakopinnan syvyys, syvyys, laatu kula paksuus väri astetta 81 82,22 82,34 82 82,22 tä 8 rusk, har 83 82,27 täu 8 rusk, har 84 82,34 tä 75 har, ust, hvih 85 82,35 tä 8 har, ust, hvih 86 86,74 täu 75 hvih, ust 87 87,46 tä 65 ust, rusk, vrus 88 87,51 tä 65 ust 89 87,52 tä 7 ust, har 9 87,53 täu 75 1 hvih, rusk, ust 91 87,56 tä 65 ust, har, rusk 92 87,59 tä 7 ust, rusk 93 87,64 ti 8 94 87,71 tä 6 ust 95 87,73 tä 65 har, ust, rusk 96 87,74 täu 7 rusk, hvih, ust 97 88,18 tä 6 ust 98 89,56 ti 65 99 92,7 tä 6 ust, vhar 1 92,72 tä 65 ust 11 92,77 tä 65 valk, ust 12 92,8 tä 7 ust, vhar 13 93,75 tä 6 ust 14 94,27 tä 5 15 95,18 tä 5 16 98,32 tä 6 ust 17 98,37 ti 5 18 98,7 tä 7 trus, ust 19 98,75 tä 7 ust 11 98,76 tä 7 ust 111 98,78 tä 7 ust 112 1,46 tä 7 ust 113 1,47 tä 65 ust 114 11 '75 tä 2,5 vihr 115 12,68 tä 2,5 vvih 116 13,15 tä 75 har 117 13,17 tä 75 har 118 13,21 tä 7 har, vhar 119 13,23 ti 65 Täytteen Rako- Rakolaatu pinnan pinnan uoto laatu kaar kaar karb kaar karb karb, kiis kaar karb karb, kiis kaar Huo! ikrorakoja, joissa pieniä onteloita pieniä onteloita, os os os os ;,;; r =1 r ;Ä: ::u =i (X)..n 1\)