Efnistaka úr bergi

Þar sem landmótun bergnámu er framkvæmd að hluta til samhliða losun á framkvæmdatíma er nauðsynlegt að fyrir liggi áætlun um útlit  námunnar áður en efnistakan hefst. Framkvæmdaraðili þarf því að gera áætlun um hver lögun námustáls skuli vera að lokinni vinnslu með það í huga að náman falli sem best að umhverfi sínu að frágangi loknum. Í stórum bergnámum er æskilegt að útlit bergnámu að loknum frágangi sé hannað og fylgi þá uppdrættir með útboðsgögnum viðkomandi verks.  

Mikilvægt er að móta námuna allan verktímann með hliðsjón af þeirri landmótun sem að er stefnt að frágangi loknum. Því ætti í mörgum tilfellum að forðast að sprengja djúpar geilar eða „skápa“ við vinnslu grjótnáma, því erfitt getur reynst að fella slík form að náttúrulegu umhverfi nema að mikið magn sé á námusvæðinu af  lausu efni til þeirra nota, svo sem þar sem þykku seti eða mold hefur verið ýtt ofan af berginu. Ávallt skal hafa í huga að leitast við að byrgja sýn að námunni frá fjölförnum leiðum eftir bestu getu. 

Á síðustu árum hefur aukist mjög að vinna steinefni úr sprengdu bergi til mannvirkjagerðar. Með orðasambandinu sprengt berg er átt við berg sem hefur verið  losað úr föstu bergi með sprengiefni, riftönn eða fleyg.

Berg í grjótnámum er einkum nýtt fyrir rofvarnir og í burðarlög og slitlög vega. Í brim- og rofvarnir þarf yfirleitt hátt hlutfall af stórgrýti (algengt að nota 30 - 50% yfir einu tonni), en ef mala á efnið til vinnslu vegagerðarefna  er mikilvægt að bergið springi mun smærra. Berglög sem gefa af sér meira en þriðjung af stórgrýti sem vegur meira en tonn eru fremur sjaldgæf í jarðlagastaflanum hér á landi. Í tertíera¹ jarðlagastaflanum koma slík lög einungis fram á um 200 - 300 m fresti í staflanum. Til að hægt sé að vinna þau þurfa lögin helst að mynda breiða stalla eða koma fram á láglendi þar sem hægt er að komast að þeim og vinna þau í hæfilegri þykkt. Til að forðast umfram vinnslu í grjótnámu þarf verktaki oft að elta heillegri hluta bergs í námu og skilja lélegra efni eftir. Slíkt efni og umfram framleiðsla getur nýst við frágang námu eða til annarra framkvæmda síðar. Hágæðaberg til vegagerðar sem springur hæfilega smátt má m.a. finna í smástuðluðu, þéttu, tiltölulega fersku þóleiít basalti. Slík lög hafa oft takmarkaða útbreiðslu og þar sem mikil eftirspurn er eftir slíku steinefni eru námurnar oft í stöðugri vinnslu árum saman. Mikilvægt er að hafa góðar aðgengilegar námur með gæðabergi til vegagerðar jafnt dreifðar um landið. Einnig er æskilegt að rofvarnargrjót sé tiltækt í nágrenni hafna og stærri vatnsfalla, bæði fyrir nýjar framkvæmdir og fyrir viðhald á eldri rofvörnum.

Skipulagning grjótnáms

Undirbúningur grjótnáms er að mestu svipaður og þegar um aðra efnistöku er að ræða. Þó ættu leyfisveitendur og umsagnaraðilar að hafa í huga að þrátt fyrir undirbúningsrannsóknir er erfitt að gera áætlanir um grjótnám án ákveðinnar óvissu um endanlega stærð og lögun efnistökusvæðisins.

Við grjótnám er nauðsynlegt að gera ráð fyrir frávikum sem óhjákvæmilega tengjast efnistöku af þessu tagi. Erfitt getur verið að gera nákvæma áætlun um hversu mikið efni þurfi að vinna í námu til að framleiða grjót af þeirri stærð sem nauðsynlegt er hverju sinni. Það fer m.a. eftir því hvernig verktaki stendur að sprengingum og hvort óvæntir berggangar, misgengi eða sprungusvæði sem ekki var vitað um í upphafi koma í ljós við vinnsluna. Því ætti að gera ráð fyrir frávikum í vinnslu og stærð grjótnáma allt að 20% frá upphaflegri áætlun, miðað við áætlaða stærð og magn þess efnis sem þörf er á og að hversu háu nýtingarhlutfalli er stefnt.

Staðsetning grjótnámu

Ávallt skal hafa í huga við staðsetningu bergnámu að náman valdi ekki mikilli röskun á umhverfinu og geti fallið vel að landinu að loknum frágangi. Einnig er óæskilegt að náman sé áberandi frá fjölförnum stöðum.

Við leit að heppilegum námusvæðum þarf einnig að hafa í huga að efnið standist gæðakröfur og að efnisnámið verði hagkvæmt hvað varðar kostnað við losun og flutning efnisins. Hagkvæmt getur verið, með tilliti til endingar og viðhalds mannvirkja, að velja einungis hágæðaefni í rofvarnir, slitlag og burðarlag þó að kostnaður við losun efnisins sé mikill og flutningsvegalengd jafnvel meiri en 10 km með burðarlagsefni og yfir 30 km með steinefni í klæðingu og í rofvarnir. Við val á grjótnámum er mikilvægt að berggæði uppfylli kröfur og að hægt sé að vænta þeirrar stærðardreifingar grjóts eftir losun sem krafist er hverju sinni, þannig að nýting efnisins verði sem best.

Malað og ómalað berg er notað við margvíslega mannvirkjagerð og eru hér á eftir nefnd nokkur dæmi: 

• Burðarlög og slitlög í vegagerð
• Rofvörn innfjarðar og við ár þar sem álag er lítið
• Skjólgarðar, sjóvarnir og varnargarðar vegna ágangs sjávar og fallvatna
• Brimvarnargarðar

Við byggingu brimvarnargarða getur verið þörf fyrir grjót allt að 30 tonnum að þyngd. Ljóst er að gæði bergs og þykkt berglaga ráða miklu um staðsetningu námu þegar þörf er á grjóti af þessari stærð. Stálhæð í námum þar sem vinna á slíkt grjót getur orðið allt að 12 - 15 m þannig að talsverð slysahætta er af slíkum námum á vinnslutíma.      

Ekki er óalgengt við byggingu brimvarnargarða að nota grjót í ýmsum stærðarflokkum frá um 300 kg upp í 10 tonn, auk sprengds kjarna. Sprengdur kjarni er það sem eftir verður af sprengda salvanum þegar búið er að flokka grjótið frá. Við venjulegar aðstæður má gera ráð fyrir að 40-50 % af hverjum salva nýtist sem grjót af fyrrgreindri stærð, en 50-60 % sé á stærðarbili kjarna. Sá kjarni sem eftir er í námunni til frágangs ræðst annars vegar af nýtingarhlutfalli námunnar og hins vegar af því magni af kjarna sem nýttist í viðkomandi brimvarnargarð. Aðrir flokkar rofvarna krefjast smærra grjóts og við losun bergs til vinnslu í burðarlag og slitlag vega er leitast við að sprengja grjótið í smáar stærðir.

Frágangur grjótnámu

Mikilvægt er að móta stærri grjótnámur allan vinnslutímann í samræmi við fyrirfram ákveðna hönnun. Ástæðan er m.a. sú að laust efni til frágangs er oft af skornum skammti  og það er mjög kostnaðarsamt að endurmóta námuna eftir að efnistöku lýkur með frekari losun á bergi. Langur tími getur liðið á milli efnistöku úr grjótnámum. Hafnarmannvirki geta t.d. staðið viðhaldslítil við góð skilyrði í áratugi. Námur með gæðaefni til vegagerðar eru hinsvegar í nokkuð stöðugri notkun. Ófrágengnar grjótnámur geta verið til lýta, sérstaklega þar sem umgengni hefur verið slæm. Nauðsynlegt er að frágangur fari sem mest fram samhliða vinnslu, með því að nýta frákast á námubotni í fláa við námustál og einnig með stöllun stáls með sprengingum við lok vinnslu, þar sem það á við.

Þau atriði sem ráða mestu um hvernig að frágangi bergnámu skuli staðið eru:

• Fyrirhuguð landnot.
• Dýpt og stærð námu.
• Magn frákasts.
• Magn lauss jarðvegs sem fellur til.
• Aðstæður á efnistökusvæði, einkenni nánasta umhverfis og gerð bergs.

Bestur árangur næst ef þessi atriði eru höfð í huga þegar efnistökusvæði er valið. Landmótun getur verið tiltölulega einföld í minni námum. Mikill jarðvegur og laust set á námusvæði gerir það mögulegt að hylja efnistökusvæði að hluta eða öllu leyti að efnistöku lokinni.  

Þar sem kostur er ætti að reyna að fjarlægja algerlega ef mögulegt er, stakar klappir, holt eða aðrar jarðmyndanir sem efni er tekið úr. Einnig er mikilvægt að nýta sem mest af grjótinu sem er losað. Ef til dæmis er unnið berg til vegagerðar þarf í mörgum tilfellum að smækka stórt grjót til að hægt sé að mala það. Dæmi um leiðir við frágang bergnámu eru eftirfarandi:

• Mikilvægt er að námustálið fylgi landformum bergs á svæðinu. Myndaður er flái með hrunhalla 1:1,5 eða flatari upp á námustálið upp í þriðjung til helming hæðar stálsins og fláinn græddur upp.
• Myndaðir eru 1- 3 stallar við vinnslu námunnar og fluttur jarðvegur á stallana. Stallarnir eru síðan græddir upp með því að sá grasfræi. Enn fremur er í sumum tilfellum mögulegt að rækta tré á slíkum stöllum.

Gott dæmi um landnot að lokinni efnistöku er hafnarsvæðið í Helguvík, þar sem efnistökusvæðið er nýtt sem athafnasvæði fyrir margvíslegan iðnað.       

Á mörgum stöðum er nauðsynlegt vegna öryggissjónarmiða að greiður aðgangur sé að grjótnámum þar sem vinnsla getur hafist með stuttum fyrirvara. Dæmi um slíkar námur eru þar sem losað er grjót til ölduvarna við sjó og rofvarna við vatnsföll. Tryggja skal að ekki stafi hætta af þessum námum.

¹ Samkvæmt jarðsögutöflu Alþjóðajarðfræðisambandsins hefur jarðsögutímabilið tertíer nú verið fellt út og í stað þess eru komin tímabilin paleógen og neógen. Neógentímabilið samsvarar míósentíma og plíósentíma.