TÜNEL ( TUNNEL )
Bu başlık altından "Tüneller" ; NATM ( YENİ AVUSTURYA TÜNEL AÇMA YÖNTEMİ), Çelik boru şemsiye kemer uygulaması (umbrella arch metodu), TBM (Tünel Açma Makinesi, Tunnel Boring Machines), Püskürtme Beton (shotcrete) ile alakalı yerli ve yabancı kaynaklar paylaşılmaya çalışılacaktır.
NATM Uygulamalı Yeraltı Tünel İşleri Teknik Şartnamesi, Geoconsult, Avusturya, 1994
YENİ AVUSTURYA TÜNEL AÇMA METODU (NATM) & NATM’DA TÜNEL DESTEKLEME ELEMANLARI
NATM, yeni bir tünel açma metodu değildir. Tünel inşaatının her aşamasında göz önünde bulundurulması gereken bir felsefedir.
Büyük
kazı kesitli metro/ karayolu tünellerinin kazısı 1970’ li yıllardan beri Yeni
Avusturya Tünel Yöntemi – NATM – ile yapılmaktadır. Bu yöntemin bir tünel açma
yöntemi olmadığı, sadece bazı kavramlara – ki onların teorik açılımları
tanımlanmamıştır ve uygulama örneklerinde de bu “kavramlar” açıklanamamaktadır
– dayalı düşünsel yaklaşım olduğu, literatürde ilk defa Prof. Dr. Müh. Karman
Kovári tarafından 1993, 1994 ve 1995 yıllarında ortaya koyulmuştur.
Yeni
Avusturya Tünel Açma Yönteminin özünde kazı sonrası oluşacak deformasyonun bir
kısmının ana kayaya, bir kısmının ise tahkimat elemanına taşıttırılması esasına
dayanmaktadır. Bu tünel açma yönteminde ana ilke; en uygun kazı ve
sağlamlaştırma yöntemlerinin seçilerek kazı sonrasında oluşan ikincil gerilme
ve deformasyonların, kaya yapısının stabilitesini bozmayacak şekilde
denetlenmesi, yönlendirilmesi ve kayaçların ilk sağlamlığını olabildiğince
koruyarak boşluğu çevreleyen bölgenin kendi kendisini tutan ve taşıyan bir
statik sistem oluşturmasını sağlamaktadır.
Yöntemin
amacı, kazı sonrasında oluşan dağ basıncına, mutlak rijit sistemlerin tepkime
kuvvetleri ile karşı koymak değildir. Bu nedenle, rijit tahkimat elemanları ve
kalın kaplamalar kullanmak istenmez. Bunlar ancak, yöntemin yeterli hız ve
titizlikle uygulanamadığı ve dolayısıyla, kayanın taşıma niteliklerinin tümüyle
yitirildiği veya aşırı derinliklerdeki, ya da yüksek tektonik gerilmelerin
etkili olduğu plastik ortamlarda zorunlu olarak devreye girer. Açım sırasında
ikincil deformasyon ve gerilmelerin yeterli ölçüm ve gözlemlerle izlenerek açım
çalışmalarının denetlenmesi ve yönlendirilmesi gerekmektedir.
- Yeni Avusturya Tünel Açma Yönteminin İlkeleri
- Yeni
Avusturya Tünel Açma Yönteminin Uygulanmasında Başlıca Görüşler
- Deformasyon Önleyici Açım
- Plastikleştirici Açım
- Kaya Kütlesinin Radyal Yerdeğiştirme Karakteristik
Eğrisine Etkisi
- Plastikleşme Zonu
- İksa Sistemlerinin Rijitlikleri
- Yeni Avusturya Tünel Açma Yönteminin İlkeleri
- Delme - Patlatma Yöntemi ile Açılan Kaya Tünellerinde Kazı - İnşa çevrimi
- Sert Kaya Kütlelerinde Klasik Madencilik Yönteminin Uygulanması
- Zayıf Kaya Kütlelerinde Klasik Madencilik Yönteminin Uygulanması
- Yumuşak Zemin Şartlarında Klasik Madencilik Yönteminin Uygulanması
- Kaya Sınıflandırma Sistemi
- NATM'da Tünel Destekleme Elemanları
- Püskürtme Beton
- Hasır Çelik
- Kaya Bulonları
- Çelik İksa
- Sürenler
- Şemsiye Boruları ( Umbrella Arch)
- Zemin Çivisi
- Çelik Levha Süren
- Kablo Ankrajlar
indirme linki - YENİ AVUSTURYA TÜNEL AÇMA METODU (NATM) & NATM’DA TÜNEL DESTEKLEME ELEMANLARI
KGM, KARAYOLU TEKNİK ŞARTNAMESİ , Kısım 350, 2013
***Karayolları Teknik Şartnamesi - 2013" yayını Karayolları Genel Müdürlüğü'nden temin edilebilir.
- Tünel Teknolojisi Dergisinden alıntılar.
- Yeni Avusturya Tünel Metodu (NATM)
***Bu makale Tünel Teknolojisi Dergisi'nden alınmıştır.
- Çelik Boru Şemsiye Kemer Yönteminin Uygulanması ve Sonuçları
Klasik NATM ( Yeni Avusturya Tünel Açma Metodu )'nun kohezyonu düşük zeminlerde uygulanamaması ve deformasyonlann yüksek olması üzerine ilk defa İtalya'da U.A.metodu uygulanmaya başlanmıştır. Bu yöntem sayesinde tünel ve yüzey emniyeti, verimlilik ve ilerleme hızı gibi performans verileri en üst düzeye çıkartabilmektedir. Çeşitli projelerde de yeterliliğini kanıtlayan yöntem İtalya'dan sonra Japonya'da da bir çok tünel projesinde kullanılmıştır.Ülkemizde de ilk olarak, klasik NATM ile yapılan kazılarda , tünel içi deformasyonları ve yüzey oturmaları kabul sınırlarının üzerine çıkması sonucu İstanbul Metrosu Yenikapı Şaftı tünellerinde uygulanmaya başlanmış ve başarıya ulaşmıştır. Bu sonuçlardan sonra Taksim bölgesinde, Fransız Sarayının altından da başarıyla geçilmiştir. Bu yöntemde borunun tesis edileceği km. kazı proje kesitinin 50 cm. dışında olmalıdır. Bu pay boruların yerleştirilebileceği, deliklerin delinmesi ve makinanm çalışması için gereklidir. Bu pay başlangıçta 3.00m.lik bölümde genişletme kazısı adı altında,genişleyen ve yükselen iksalar monte edilerek 3.00m.nin sonunda elde edilmektedir.
- Çelik Boru Şemsiye Kemer Boyutunun Sayısal Modelleme ile Belirlenmesi
Çelik boru semsiye kemer uygulaması, riskli bölgelerde yapılan tünel açma faaliyetlerinde çok sık kullanılır hale gelmistir. Özellikle zayıf kaya kosullarında ve güzergah üzerinde yapıların yoğun sekilde bulundu bölgelerde uygulama alanı bulan bu yöntem hem tünel etki alanını daraltmakta hem de tünelin güvenli sekilde açılmasına ve yapıların güvende olmasına katkı koymaktadır. Uygulamada 4 inç’lik borular çok sık kullanılmaktadır. Bu çalısmada, 2 inç’lik boruların kullanımı ile İzmir Metrosu 2. Asama insaatı tünel güzergahında bulunan Poligon-Güzelyalı arası bölümde riskleri minimuma indirerek tünelin güvenli sekilde açılması sağlanmıstır. Yapılan analizlerde, çelik boru ve tahkimat sisteminin gerilmeleri, yükleri ve momentleri tasıdığı tespit edilmistir. Yapılan çalısma sonrasında sistemin güvenlik katsayısının 2,2 civarında olduğu belirlenmistir.
indirme linki - Çelik Boru Şemsiye Kemer Boyutunun Sayısal Modelleme ile Belirlenmesi
- Püskürtme Beton Uygulama Üzerine Görüşler
Uygulama yapilan yerin özelliklerine, uygulama hızına ve istenen beton kalitesine bağlı olarak kuru karışım ve ıslak karışım olmak üzere iki sistem mevcuttur.
Kuru Sistem :
Bu sistemde çimento,kum ve agrega homojen olarak karıştırılır.Bu karışım dağıtım elemanına gönderilir ve basınçlı hava ile büyük bir hızla uygulama yüzeyine püskürtülür.Karışıma ilave edilen su miktarı, operatör tarafından betonun püskürtülmesi sırasında el ile ayarlanır. Agreganın ve kumun nem oranı, % 3- % 6 arasında olmalıdır.Eğer bu değerlerden az ise, uygulama yerinde toz problemi olur.Fazla olursa tıkanma sorunu yaşanır. Püskürtme ucuna (nozul) malzeme taşıyan hortum çapı,en büyük agrega çapının en az 3 katı olmalıdır. Kuru karışım , nozuldan geçerken tamamen ıslanmalı ve su basıncı bunu sağlayacak mertebede ayarlanmalıdır.( 6 kg/cm2 min .) Su/çimento oranı , 0.40-0.45 arasında bulunmalıdır.Az su toz oluşumuna çok su ise betonun yüzeyden akmasına yol açar. Son yıllarda,su girişinin nozul ucundan geriye (1-3 metre) alınması halinde,kuru karışımın daha homojen ıslandığı, toz oluşumunun ve geri dökülmenin azaldığı gözlenmiştir.
Islak Püskürtme :
Başlıca 2 tip dağıtım elemanı kullanılır.
-Yeğin akım iletim sistemi. İletim hava basıncı ile sağlanır.
-Yoğun akım iletim sistemi. İletim pistonlu pompa ile sağlanır.
Günümüzde pistonlu iletim sistemi daha çok tercih edilmektedir. Pompalanarak püskürtme başlığına gelen beton /harç ,burada basınçlı hava ve katkı ilave edilerek yüzeye püskürtülür. Kaliteli,yüksek dayanımlı bir beton elde etmek için, su/çimento oranını düşürmek gerekir.Bu amaçla su azaltıcı katkı kullanılması tavsiye edilir. Birçok uygulamalarda , priz hızlandırıcı katkı püskürtme başlığında ilave edilir.Katkı dozajının püskürtme betonun kalitesi üzerinde büyük etkisi vardır. Uygulama yüzeyindeki beton yoğunluğunun ,püskürtme hızına değil, iyi bir agrega dağılımına ,beton karışımına ve püskürtme yöntemine bağlı olduğu unutulmamalıdır.
- Püskürtme Beton (Shotcrete)
KURU VE YAŞ PÜSKÜRTME YÖNTEMLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI :
- Kuru sistem ekipmanlari daha hafif , toplam yatirimi az ve bakimi kolaydir. Kuru malzeme daha uzak mesafeye iletilebilir.
- Yaş sistemin ekipman maliyeti, kuru sistemin 3 ile 10 kati daha yüksektir. Toplam yatirimi daha fazladir.
- Yaş sistemde çok az toz oluşur. Su miktarı beton santralinde ayarlanır ve sabittir.
- Yaş sistemde geri sıçrama %5-10
- Yaş sistem daha büyük rutin desteklemeler için uygulama alanları
- Yaş sistemde beton santrali kullanildigindan daha uniform bir karışım uygulanir.
- yaş sistem kapasitesi 10-20 m3/saat
- Kuru sistem toz üretir işçi sagligina olumsuz etkisi vardir, püskürtme beton kalitesi, ıslak sisteme göre dah azdir. Beton icin gerekli su miktarı, operatör tarafindan el ile ayarlanir. Az veya çok su geri dökülmeyi artırırır ve dayanımı azaltır.
- Kuru sistemde geri sıçrama duvarda % 15 - % 40, tavanda %20-50
- Kuru sistemin uygulama alanlari küçük ölçekli alanlar
- Kuru sistemin kalitesinde operatörün deneyimi önemli
- kuru sistem kapasistesi 5 m3/saat
TÜM DÜNYADAN TÜNEL GÖÇME VE AŞIRI DEFORMASYONLARI HAKKINDA YAYINLANMIŞ DİKKATE DEĞER ÖRNEK OLAYLAR (Nisan 2015'e kadar)
Catalogue of Notable Tunnel Failures - Case Histories (up to April 2015)
Hong Kong bölge özel idaresi Geoteknik dairesi tarafından hazırlanmış katalog geçmişten günümüz Nisan 2015 tarihine kadar tüm dünyadan tünel göçme ve aşırı deformasyonları hakkında yayınlanmış dikkate değer 65 uluslararası vaka, 6 Hong Kong bölgesi vakayı içermektedir. Kataloğun temel amacı can ve mal kaybına sebep olabilecek tünel göçme ve aşırı deformasyonları hakkında bilgiyi yaymak ve farkındalığı arttırmaktır.
Her vakanın alt başlıkları; proje hakkında bilgi, örnek resim, göçmenin veya aşırı deformasyonun tipi, zemin ve yer altı suyu durumu, tünelin yapım metodu ve destekleme sistemleri, olası göçme nedenleri, sonuç, acil durum ve düzeltici tedbirler, çıkarılan dersler
