Tüneller, Tünel Açım Teknikleri, Tünel Açımında Kullanılan Makineler, Kullanıldığı Ye

[volkan]

Bu bilgiler Madenciyim.com kullanıcıları için hazırlayanlardan gerekli izinler alınarak yayınlanmıştır.



YERALTI FAALİYETLERİ TARİHÇESİ

İnsanoğlu tarih öncesi çağlarda daha ahşap ve kerpici kullanmaya başlamadan, kendisine barınak olarak mağaraları seçmiş ve ihtiyacı oldukça bu mağara barınaklarını genişleterek, bilmeyerekte olsa yer altı kazıları işine başlamıştır. Tarih öncesi çağlarda başlayan yer altı kazıları hakkındaki bilgi birikimini asırlar boyu genişleterek, bu bilgisini tarih çağlarında madencilik işlerinde ve savaş taktiği olarak kullanmaya başlamıştır. Örneğin Hititler kalkerli zeminlerde önce ateş yakıp, daha sonra sirke dökerek maden galerileri açmışlardır. Yine ülkemiz topraklarında bilh***a Kapadokya bölgesinde yer altı şehirleri inşa edilerek , bugün dahi gezenleri şaşkınlığa düşürecek kadar gelişmiş bir galeri ağı kurmuşlardır. Havalandırma aydınlatma tek tüneller elma, hububat, limon saklama ve depolama işlerinde kullanılmaktadır. Yeraltı kazıları aynı zamanda bir şehrin muhasara edildiği zaman, hem muhasara edenler tarafından bu şehre girmek için, hem de muhasara edilenlerin düşman ordusunu arkadan çevirmek ya da kaçmak için kullandıkları bir savaş taktiği olmuştur. Bu yöntem Türkler tarafından oldukça kullanılmış olup, Osmanlı Ordusunda “ Lağımcılar “ denilen bir askeri ihtisas grubu oluşmuştur.

Yüzyıllar ile birlikte dünyamızdaki sosyal ve ekonomik düzen de değişmiş, sömürgeciliğin gelişmesiyle birlikte sermaye birikiminin oluşması ve ilkel kapitalizm ile bazı yerleşim yerleri sanayi ve ticaret merkezleri haline gelmiş, ancak kontrolsüz ve gelişigüzel gelişmiş olması sonucu bu merkezlerde ulaşım sorunları baş göstermeye başlamıştır.ulaşım sorununu çözmek amacıyla ilk defa 1863 yılında Londra da bir yer altı demiryolu “Metropolitan Railway “ adı ile işletmeye açılmıştır. Bu isim 1871 yılında Paris için geliştirmeye başlanan yeraltı demiryolu projesine kelime kelime Fransızca ya çevrilerek “Chemin de fer metropolitan” olarak verildi. Bugün ülkemiz ve Fransa da kullanılan “Metro” ismi “Metropolitan“ kelimesinin kısaltılmış halidir.1868 yılında Newyork metrosu hizmete girmiştir. Bu metro, yeni dünyanın ilk yer altı demiryolu ulaşım sistemidir.

İngiltere ve Amerika da bunlar olurken, Henry Gavand isimli bir Fransız mühendis Galata’dan asansör gibi kayışla çekilen ve tren gibi raylar üzerinde hareket eden bir taşıtı projelendirmiş ve Sultan Abdülaziz ‘den bu iş için tünel inşa etme iznini almıştır. 1869 yılının 6 Kasım günü yapılan anlaşmaya göre, mühendis Gavand Pera ile Galata arasında bir demiryolu inşa edecek ve 42 yıl işletme imtiyazına sahip olacaktır. Mühendis Gavand Fransa’ya dönerek finansman sağlamak için Fransız hükümetine başvuvur; ancak Paris bu projeyi incelemeye bile değer bulmaz, bunun üzerine İngiltere’ye yönelen mühendis, Londra’da “ The Metropolitan Railway of Constantinople from Galata of Pera ” isimli bir şirket kurarak, hisse senetleriyle 250.000 İngiliz Lira’lık bir sermaye oluşturur. Bunların ardında tünelin açılacağı bölgede istimlak işlemlerine başlanır ve inşaat için gerekli olan makine ve ekipman için sipariş verilir. Nihayet 30 Temmuz 1875 günü bir Fransız mühendis tarafından kurulan İngiliz şirket kazıya başlar. 3 yıl süren kazı sonunda yapım maliyeti 350.000 İngiliz Lirasını bulan 570 metre boyundaki dünyanın 3.metrosunun inşaatı Aralık 1878 tarihinde tamamlanır.Sıra mini metronun deneme seferine gelmiştir. Tünelin resmen faaliyete geçmesi için padişahtan “ icazet “, Şeyhülislam’dan “ fetva “ almak gerekir. O günlerin padişahı 2.Abdülhamit yeraltında gidip gelen arabaların zararsız olduğu konusunda ikna edilir ama “ toprak altında insan taşınamaz “ diye fetva çıkartan Şeyhülislam engeli bir türlü aşılamaz. Bunun üzerine şirket yetkilileri “ madem insan taşıyamıyoruz öyleyse hayvan taşıyıp çıkaracağımız masrafı çıkaralım “ düşüncesiyle hayvan nakline uygun, üstü açık vagonlar yaptırarak taşımacılığa girerler. Böylece dünyanın 3, metrosu ilk yolcularına hizmet vermeye başlamış olur.

TÜNELCİLİKTE KULLANILAN TERİMLER

Tünellerde yatay düzlemle olan ilişkilerine, derinliklerine ve en kesitlerine bağlı olarak, duruş ve çeşitli kısımları değişik terimlerle ifade edilir. Bu terimler önce madenciler ve demir yolcular tarafından kullanılmış ve daha sonra diğer mühendisler tarafından da benimsenmiştir. Teknolojinin gelişmesine paralel olarak gelişen tünelcilik yöntemleri, her geçen gün yeni terimlerle tanışmaktadır.

Tünellerin eni ve yüksekliği, amaca göre değişik boyutlarda olur. Tüneller yatay veya açılı olarak açılabilir. Bu tipler ister eğimli ister düşey olsun ŞAFT, aşağıya eğimli olanlar BAŞ AŞAĞI, yukarıya doğru olanlar BAŞ YUKARI, geniş daire yada buna yakın şekillerde olanlara ODA adı verilir. Yer yüzünden, farklı amaçlar için yeraltının istenilen yerine ulaşmak için açılan açıklıklar GALERİ olarak isimlendirilir. Madencilikte mineral zonlarına sürülen açıklıklar yine GALERİ adını alır. Tünelin üstünde bulun zemine ÖRTÜ ve bunun kalınlığına da ÖRTÜ KALINLIĞI adı verilir. Kazı esnasında tünelden çıkarılan kayaçlara PASA denir. Tünel kesitinin kazıldığı kaya yüzeyine AYNA adı verilir.Tünelin ilerlediği boşluğun alt kısmına TABAN/RADYE, yan kısımlarına YAN/AYAK/DUVAR , üst kısmına TAVAN/KEMER denir. Tavanın duvarlarla birleştiği noktaya ÜZENGİ/ÜZENGİ DÜZEYİ denir. Dairesel tünel kesitlerinde üzengi düzeyi yatay çaptır. Üzengi düzeyinin altında kalan kısma KALOT/TAKKE ,üzengi düzeyinin altında kalan kısma da STROS/ORTA KISIM adı verilir.

KAZI ÖNCESİ SAHA ARAŞTIRMASI

Amaç ve Kapsam
Kazıdan önce yapılan arazi çalışmalarının amacı, saha koşullarını güzergah boyunca belirleyerek bunların aşağıda verilen planlama, tasarım ve inşaat kavramları üzerindeki etkisini değerlendirmektir.
• Tünel güzergahı ve eğimi, boyut şekli, portal ve şaft lokasyonları
• İnşaat öncesinde, sırasında ve sonrasında tünel zemininin stabilitesinin sağlanması
• Kazı yöntemleri ve ilerleme hızı
• Emniyet, stabilite hızı, yer altı suyu akışı, çürütücü veya sıcak su kaynakları, patlayıcı veya toksik gazlarla karşılaşma riski
• Tünel açma esnasında üstte bulunan yapılara ve bölgesel yer altı suyu rejiminde oluşacak çevresel etkiler.

Uzunluklarında dolayı, her bir kilometre göz önüne alındığında tüneller düşük araştırma bütçelerine sahiptirler. İyi bilinen, üniform yerlerde sığ tüneller için yapılan tahminler kesin sonuç verirken, iyi bilinmeyen dik ve değişken alanlarda gerçekçi sonuçlar elde etmek zordur. Sığ tüneller için ayrıca, çok daha kesin araştırma programı uygulanmalıdır. Çünkü, ince örtünün göçme riski fazladır. Daha derine inildikçe araştırmalar daha pahalı olurken, kesin bilgi elde etme olasılığı da azalır. Çoğu zaman jeoteknik bilgiler gerekli detayı sağlamamaktadır. Bu sorunun üstesinden gelebilmek için, kazılan tünelin kendisi kullanılabilmektedir. Tasarım için en çok kullanılan “ gözlemsel yöntem “ iksa sitemleri ve kazı yöntemlerinin inşaat esnasında veya inşaat ilerledikçe düzenlenmesine esneklik sağlamaktadır. Fakat pratikte düzenlemeler sınırlıdır. Çünkü önem arz eden karaların hemen verilmesi gerekebilir. Örneğin, patlatma ile makine kazısı arasında ve beton püskürtme ile prekast beton kaplama arasında seçim yapma

Araştırma Yöntemleri

a) Sığ ve Derin Araştırma

Sığ tüneller için araştırma sondajları araştırmanın temelidir ve ana kaya topoğafyasının ortaya konması en önemli amaçtır. Yüzlerde metre derinlikten alınan karotlar yeraltının yapısı hakkında önemli bilgiler verir. Tünel yüksekliği, tamamen zemin veya tamamen kayadan geçecek şekilde belirlenmelidir. Koşulların lokasyondan lokasyona değiştiği ayrım yüzeyleri tercih edilmemelidir. Zayıf tünel zemini koşulları veya karmaşık ayan tünel koşulları belirlenmeli ve eğer mümkünse bu tip yerlerden uzak durulmalıdır. Ciddi sorunlu yerlerde enjeksiyon veya drenaj işlemleri yapılarak zemin iyileştirilmelidir.

Derin tünellerde sondajlar pahalıdır ve güzergahtan onlarca metre sapma gösterebilirler. İlgi odağını oluşturacak birkaç metrelik yere ulaşabilmek için, başlangıçta oldukça derin sondaj ilgisiz bir yerde yapılabilir. Maliyet sınırlaması açısından, genelde sondajlar arasındaki mesafe çok fazla seçilmektedir. Bu yüzden, sondajlardan elde edilen sonuçlar tam kapasite ile kullanılmalıdır. Karot elde etme dışında, sondaj kuyusu gözlemleri ve deneyleri yapılmalıdır.

Jeofiziksel yöntemler ve jeolojik yorumlama gerek yer altı gerekse yerüstü verileri arasındaki ilişkiyi kurmak için kullanılmalıdır. Yüksek topoğrafyaya sahip dağlık bölgelerde kıvrımlanma ve faylanma bu illeri zorlaştırabilir.

b) Denizaltı Araştırmaları

Su üstünden yapılan sondajlar platform ve mavna gerektirdiğinden oldukça pahalıdır. Ayrıca suyun dalgalı olmasından dolayı çıkacak gelişmelerde maliyeti artırır. Su yüzeyindeki dalgalanmalar, sondaj yerinin, güzergah kenarlarında olmasına neden olabilmektedir. Ayrıca tünel açımı esnasında kazıya girecek suyun engellenmesi için enjeksiyon yapılması maliyeti artırmaktadır.

Jeoteknik tecrübesi olan dalgıçlar, sualtındaki kaya mostralarının yayılımı ve özelliklerini araştırırlarken, sedimanların kalınlık ve tiplerini de belirleyebilirler. Kıyıdaki mostralardan da araştırma safhasında faydalanılabilir. Sondaja olan gereksinimi azaltmak için, özellikle sismik profilleme ve sidescan sonar gibi jeofiziksel yöntemler kullanılarak, suyun derinliği ve tünelin üstünde yer alacak kaya ve zeminin kalınlığı belirlenebilir.

c) Yatay Sondajlar

Uzun yatay sondajlar, gereksiz yere düşey sondaj yapılmasını engellemektedir. Bilgiler, itme ve rotasyon hızının bir fonksiyonu olan delme oranının izlenmesi, yer altı suyu basıncı ve debisinin izlenerek yüksek su basıncının araştırılması ve sondaj kuyusu duvarlarının TV kameraları veya ultrasonik tarayıcılarla incelenmesi ile elde edilir. Güzergah boyunca açılan sondaj kuyuları yerinde deneyler için de kullanılır

d) Pilot Tüneller

Esas tünel kazısı yapılmadan önce, karşılaşacak sorunları önceden görmek için açılan küçük çaplı tüneller pilot tünel olarak isimlendirilir. Düşey veya düşeye yakın olarak açılanlar da araştırma şaftı olarak isimlendirilir.Sadece sondajlarla yapılacak araştırmalara nispeten, araştırma veya pilot tünellerinin kullanılmasının çok daha önemli avantajları vardır. Pilot tüneller veya araştırma şaftları kayaların doğal durumunun izlenmesi açısından, karot ve sondaj kuyusu kenarlarına oranla daha olumlu sonuçlar verirler. Bu yöntemlerle, eklem yönelimleri, devamlılığı, pürüzlülüğü ve dolgu malzemeleri daha iyi değerlendirilir. Büyük ölçekli kaya deneylerinin yapılması su akışın incelenmesi ve deneme amacıyla yapılacak patlatma ve iksalar pilot tünellerde gerçekleştirilebilir.Pilot tüneller aynı zamanda enjeksiyon, drenaj ve bulonlama gibi tünel zem,in ıslah çalışmalarında kullanılırlar. Bir pilot kuyu,aşırı su basıncı olan zonları keserek su basıncını azaltabilir.Pilot tüneller, tam ölçekli esas tünel kesitinin tavan, taban veya merkezinde olabilirler. Böylece final kesitinde yer alan pilot çukuru, uygun bir şekilde gevşek tünelle uyum sağlayacak şekilde genişletilerek, nihai tünel kesitinde oluşabilecek zararın riskini azaltır.Alternatif olarak, pilot tünel, esas tünelin bir kenarında veya sütünde açılabilir. Eğer esas tünelin tabanı altında açılmışsa inşaat esnasında drenajın yapılmasını sağlar. Aynı zamanda tünele giren taşıtların ulaşım problemlerini çözerlerken, tünele yerleştirilecek mekanik ve elektrikli teçhizatın uygulanmasına olanak verirler. Tamamlanmış bir pilot tünel uzun dönemli servis tüneli veya havalandırma sisteminin bir parçası olarak görev yapabilir

PLANLAMA

Tünel Açma Yöntemleri

Tüneller genel olarak üç yöntemle inşa edilir;
1) Aç - Kapa
2) Delme – Patlatma
3) Makine ile tünel açma

Delme- patlatma veya kazı makinaları genelde örtü kalınlığının fazla olduğu projelerde kazı yöntemi olarak tercih edilirler. Yüzeyde sıkça kullanılan yöntem aç – kapa’ dır. Bu yöntemde, yer altı boşluğu,yanlar betonarme kazık veya duvar perdesi ile desteklendikten sonra, yüzeyden hendek şeklinde kazılarak açılır. Kanalizasyon veya içme suyu tünelleri bu yöntemle açılmaktadır. Bu arada zeminin özelliği ve yer altı suyu durumuna göre gerekiyorsa yer altı su seviyesi düşürülür veya su, derin kuyularla drene edilir. Tavanın kaplamasından sonra kazılan kısın tekrar doldurularak eski haline getirilir. Aç – kapa genellikle 10m derinliğe kadar etkili bir şekilde uygulanır. Normal tünel açımına göre daha ucuz ve uygulaması daha kolaydır. Fakat yerleşim alanlarında, trafiği engellemesi, rahatsızlık ve gürültüye sebep olması, yakında bulunan temellerini korumak için pahalı iksa sistemleri gerektirdiğinden pek tercih sebebi değildir.Su altındaki çalışmalarda kullanılan tüp uygulaması da diğer bir yöntemdir. Bu yöntemde tünel önce özel bir alanda inşa edilir. Daha sonra su altına yerleştirilir. Bu yöntemde sadece suyun taba trençlenir.

Portal ve Şaft Lokasyonları

Eğer tüneller bir tepe veya dağ içinden geçecekse portallarla başlar ve biter. Eğer tüneller su altından veya nispeten düz alanlardan geçiyorsa şaftlarla başlar ve biter. Şaftlar, eğer tünel su, petrol veya gaz taşıyacaksa kullanılır. Genellikle karayolu ve demiryolu tünellerinin giriş ve çıkışlarında şaft uygulaması yapılmaz. Daha sonra kapatılmak üzere açılan geçici şaftlar, uzun tünelleri kesitlere bölerek, inşaatın ikiden fazla yerde yapılmasını sağlarlar. Belli aralıklardaki sürekli şaftlar, havalandırma, emniyet ve metro istasyonlarına giriş amaçlı kullanılırlar. Portallardaki, zıt etkenler kazı ve iksa için en kötü koşullara sebep olurlar portal en az örtünün bulunduğu lokasyondur ve litolojideki herhangi bir kayıp, yukarı yönde etkisini göstererek, kayacın en fazla ayrıştığı ve eklemlerin en açık olduğu yerde yüzey oturmalarına sebep olurlar. Ayrıca bu lokasyonlarda, bunun sonucunda yamaç duraysızlığı da sorun olur. Giriş ve çıkış portallarında genelde şev koruma çalışmaları yapılırDiğer etkenlerin eşit olması durumunda ideal portal lokasyonu , kaya kalitesinin sağlam olarak belirlendiği ve tünel tavanı üstündeki kayacın kalınlığının en azından bir kaç metre kalınlıkta olduğu mostralardır. Şaftlar, portal ve tünellere oranla daha duraylıdır. Bunun nedeni, gravite şaft ekseni boyunca olumlu yönde etkili olmaktadır ve yatay gerilme bileşenleri genelde benzer değerdedir. Şaftlar için en kötü koşullar zeminlerin genellikle bloklu ve kayaların gevşek, ayrışmış ve geçirgen olduğu zemin- kaya dokanaklarında ortaya çıkar. Bu tip yerlerde enjeksiyon veya dondurma, su akışkanını durdurmak ve yeri stabilize etmek için gerekebilir.

Güzergah ve Eğim

Güzergah harita üstünde tünelin takip ettiği yöndür. Eğim tünel tabanı ile tabanının derinliğini ve yataydan yaptığı sapmayı açıklar. Güzergah ve eğim, tünelin fonksiyonu, yer koşulları ve kazı yöntemlerine göre belirlenir. Üniform yerlerde bir tünel genellikle portallar arasındaki en kısa güzergahı takip eder veya şaftlar kazı ve iksa maliyetlerini azaltırlar. Fakat bazı tipteki tünellerin taban yükseklikleri daha önceden belirlendiğinden sorun çıkması muhtemeldir. Gravite drenajı amaçlı tünellerin güzergahları ve eğimlendirilmeleri hidrolik gereksinimlere veya şartlara göre yapılır. Ulaşım amaçlı tünellerin güzergahları ve eğimlendirilmeleri ise karayolu ile demiryollarındaki görüş emniyeti, tırmanma ve zamanında durma koşullarına göre belirlenir. Yer koşulları faklılık gösterdiği zaman güzergah ve eğimlendirme, duraysız yerler veya kazı yapılmasının yada su akışının önlenmesinin zor olduğu formasyonlarda tünel açmaktan kaçınılacak şekilde yapılmalıdır. Sığ tüneller, tamamıyla kaya veya zeminden geçecek şekilde konumlandırılmalıdırlar ve olumsuz koşullara sahip, zor kazılan ve yüksek su akışı olan zemin – kaya dokanaklarından kaçınılmalıdır. Karışık aynada tünel açma, genelde zeminden kayaya ve kayadan zemine geçecek şekilde olur ve bu durum maliyeti artıracağı gibi işi yavaşlatır. Bu gibi durumlardan kaçınmak en iyi yöntemdir.

Enine Kesit Şekli

Tünel kesitleri genellikle, dairesel, eliptik veya at nalı şeklindedir. Geleneksel at nalı şekli, yol veya düz taban üstündeki sabit tuğla yada taş kemerlere desteklemek için yapılan dik duvarlara olan ihtiyaçtan dolayı ortaya çıkmıştır.Dairesel kesitler tam kapasiteli su tünelleri için idealdir. Yumurta şeklindeki kesitler, kanalizasyon ve yağmur suları drenajı amaçlı tünellerde olumlu sonuçlar verirler.Bir ulaşım tünelinin trafik için az veya çok köşeli alana ihtiyacı vardır. Dairesel kesitin sadece bir kısmı trafik amaçlı kullanılır. Tavan ve tabanda kalan boşlukların bir kısmı, havalandırma, drenaj ve diğer hizmetler için kullanılır.Tünel şekli seçileceği zaman, kaya kalitesi ve yerin gerilme koşulları göz önüne alınmalıdır. Teorik olarak, çevre gerilmelerinin eşit olduğu izotropik yerlerde en az gerilme konsantrasyonunu vereceğinden dairesel kesitler en duraylı koşulu sağlarlar. Yer altı kazılarında, çöküntüler, bükülmeler ve kaya patlamaları olasılıkları yüksektir. Geniş ve yüksek gerilmelere tavan ve tabanlarda rastlanmaktadır. Egger ( 1983 ) sığ tünellerin duraylılığı izotropik, yatay tabakalı ve ortogonal eklemlenmiş kayalar gibi üç koşulda analiz etmiştir. Egger yönteminde, et kalınlığının 2-3 tünel çapından daha ince olduğu durumlarda tünel genişliği aynı olan dikey duvarlı kaya bloklarının hareketi sonucu yenilmelerin oluşacağı belirtilmiştir. Buna göre en iyi tünel tavan şekli, maksimum asal gerilme yörüngesine göre belirlenir. Kesit seçimi, kazı yöntemi seçimi ile ilgilidir. Dairesel tünellerin kazılması tam kesit kazma makinaları ile mümkün olur. Kazıdan çıkarılacak malzemenin hacmi önemlidir. Fazla kazının yapılması ve bunun tekrar doldurulması maliyeti artıracaktır. Eliptik kesite sahip bir tünel, birbirine yakın aralıkta açılan iki dairesel kazının birbirine eklenmesi ile açılır.

Tek veya Çift Tüneller

Mühendisin çok sık karşılaştığı durumlardan biri çift tünel yapmak veya tek fakat daha büyük bir tünel arasında seçimi yapmaktır. Kayanın kalitesinin yüksek ve tavan üstündeki kaya örtüsünün yeteri kalınlıkta olduğu zamanlar tek tünelin maliyeti daha az olacaktır. Eğer kaya örtüsü ince, zayıf veya kırıklı ise çift tünel açmak daha çekicidir. Çünkü küçük tünelleri bu tip koşullarda desteklemek daha kolay ve ucuzdur. Kayaçta daha fazla kazı yapılmasının maliyeti, iksa için harcanarak paradan tasarruf edilmesini sağlayabilir. Fakat sorun stabilitenin sağlanması açısından çıkabilir. Yerleşim alanlarının altındaki sığ tünellerde, tünelin dışında, binaların ve alt yapıların da stabilitesi sağlanmalıdır.

Çift tünel arasındaki mesafe, aradaki kaya sütununun (pillar) doğal destek sağlamasına yetecek kadar olmalıdır. Pillarların boyutları, gerilme seviyelerine ve kayacın dayanımına bağlıdır. Bu durum mutlaka gerilme analizi ile kontrol edilmelidir. Güney Afrika’da uygulanan madencilik uygulamalarında uzun paralel servis kazıları genellikle iki kazının çaplarının toplamının iki katı, pillar boyutunu verecek şekilde yapılmaktadır. Kırık zonlarında ve patlatma yapılarak açılan tünellerde bu mesafe artmaktadır.

Daha önce kaplaması yapılmış bir tünele paralel olarak ikinci bir tünel açılırsa aradaki mesafe 100 m veya daha fazla olabilir. Bunun nedeni, yüksek yatay yer gerilmelerinin serbest kalması ile aynı anda oluşacak tabakalanma düzlemlerindeki kaymanın mevcut kaplamaya kolayca zarar verme olasılığının yüksek olmasıdır.

Yapım Maliyetinin Tahmin Edilmesi

Maliyet, jeoloji, işçilik, teçhizat ve malzeme fiyatlarındaki farklılıklarından dolayı lokasyondan lokasyona ve ülkeden ülkeye değişebilir. Orta kalitedeki yerlerde, tipik bir yol tüneli maliyet dağılımının oranları aşağıdaki gibi verilmiştir:

• Kazı @ % 55
• Primer / birincil iksa @ % 15
• Kaplama @ % 30

Fakat zor yerlerde primer iksa ve kaplamaların toplam maliyeti % 70’ e kadar çıkabilir. Bu gibi durumlarda kazının maliyeti daha alt oranlarda gerçekleşecektir. Computer aracılığı ile yapılan modellerde tünelin maliyetinin tahmin edilmesi günümüzde yaygınlaşarak kullanılan bir yöntemdir. COSTUN, zemin veya kayada büyük ölçekli şaftların, tünellerin aç kapa yapımının maliyetini hesaplayabilmektedir. Maliyet, tünelin boyutu ve kaya kalitesine göre hesaplanırken, müteahhitin kar payı da göz önüne alınır. Toplam maliyet inşaatın her safhasındaki işçilik, malzeme ve teçhizatın maliyetinin toplanması ile bulunur. Kaiser & Gale (1985) , kireçtaşı, silt taşı ve kumtaşında açılan Kanada tünelleri için hepsi COSTUN’ u kullanmışlardır.

Spesifikasyonlar ve Şartlar

Tünel açımı için taraflar arasındaki şartların iki tip uygulaması vardır:

• Kuralcı yaklaşım (prescriptive)
• Uygulamacı yaklaşım (performance)

Kuralcı yaklaşım, malzemeler, komponentler ve yapım yöntemlerini sıkı kurallara bağlarken, Uygulamacı yaklaşım, inşaat yöntemlerini müteahhite bırakmaktadır ve sadece sonuca bakmaktadır. Uygulamacı yaklaşım tünel açmada genelde tercih edilen bir sistemdir. Bunun nedeni tecrübeli müteahhidin işi emniyetli ve hızlıca tamamlayabilmesi için en iyi yöntemi seçmesine duyulan güvendir.
Müteahhit, tünel inşaası esnasındaki güvenlikten tamamı ile sorumlu iken, mühendis maliyetin kontrolü ve tünel içi, üstü ve çevresindeki uzun dönemli güvenlikten sorumludur. Müteahhit genellikle primer desteği belirler. Bir tünel projesinde, riskler eşit olarak taraflar arasında paylaşılmalıdır. Riski farklı oranlarda işveren ve müteahhit arasında paylaştıran bir çok sözleşme çeşidi mevcuttur.

TÜNELLERDE KAZI

Delme-Patlatma Yöntemi

Bu yöntem uzun yıllardır yer altı kazılarında kullanılmaktadır. Tünel açılacak yerdeki kayaçları, hızlı ve ekonomik şekilde çıkarmak tünel kazılarının esas amaçlarındandır. Bu işlem yapılırken tünel duvarlarındaki kayaçlara zarar verilemeye dikkat edilmektedir. İyi bir patlatma tasarımı ve kontrolü, tünel çeperinin zarar görmeyecek şekilde olmasına bağlıdır. Gaziantep TEM projesinin Bahçe tünelleri delme-patlatma ile açılmıştır. Delme-patlatma yöntemi ile ilk aşamada, kayaç delinir. Kuyular veya delikler aynı zamanda kaya bulonları içinde ayrı açılabilir. Bu aşamada Jumbo denen delici makine kullanılır. Açılan deliklere önceden kararlaştırılmış cins ve miktarda patlayıcı yerleştirilir. Daha sonra ateşleme mekanizmasıyla patlatma gerçekleştirilir. Duman ve tozun dağılmasından sonra tavan traşlanır, püskürtme beton aynaya kadar yapılır. Günümüzde delme-patlatma ile açılan tünellerde bilgisayar kontrollü, hidrolik mekanizma ile delik açılabilen Jumbolar yaygın olarak kullanılır.

Çapı 8 m’den küçük olan ve kaya kalitesinin yüksek olduğu kayaçlarda açılan tüneller delme-patlatma ile tek aşamada tam kesit açılabilir. Kaya koşullarının bozulduğu ve aynanın daha geniş olacağı yerlerde kademeli yöntem uygulanır. Bu yöntemde ilk önce üst yarı, daha sonra alt yarı alınır.

Tipik olarak, bir tünel günde 1-3 rountluk (patlatma safhası) patlatma ile açılır. Her rounttaki ilerleme uzunluğu, kaya kalitesi ve kazı çapına bağlı olarak sınırlıdır. Tünelde ilerleme, ayna genişliğinin %50-95’i kadardır. Aynı zamanda ilerleme derhal iksa isteyen çok kırıklı tünel koşullarında 0,5m olabileceği gibi geniş çaplı kazıların yapıldığı masif ve kendini destekleyebilen kayaçlarda 3m olabilir. Genelde tünel problemleri rutin koşullardan kaynaklanmaz. Özellikle bazı kısımlarda lokal olarak bulunan aşırı kötü/zayıf kayaçlar sorun yaratmaktadır. Örneğin, deniz altında açılan bir tünelde 400m’lik zayıf bir zona rastlanmıştır (Palmstorn & Berthelsen,1988). Bu tünel açılırken kısa patlatma rountları uygulanmış, her bir rounttan sonra hızlı bir şekilde fiber-donatılı püskürtme beton ve beton kaplama uygulaması yapılmıştır.

Makine ile Kazı veya Patlatma

Bu yöntem delme-patlatma yönteminden daha az yıkıcı ve bozucu olduğundan daha az iksa isteyen daha duraylı tünel koşulları sağlar. Günümüzde makine ile kazılar tam kesit makine ve yarım kesit makine kullanılarak yapılmaktadır.Tam kesit kazı makinelerı günümüzde birçok tünel şartlarında ekonomik olarak kazı yapabilmektedir.Fakat bu makinelerin satın alınması, kurulması, çalışılacak sahaya getirilmesi, pahalıdır. Eğer tünel uzunluğu 1 km’den fazla ise tam kesit makine ile kazı yöntemi olumlu sonuçlar verir.

Eğer tünel zemini koşulları güzergah boyunda sıkça değişiyorsa patlatma, makine kazısına oranla daha ekonomik bir yöntemdir. Kesici başlar ve ekipmanı,itme kapasiteleri ve kalkan koruyucuları,yumuşak zeminlerin delinmesinde olumlu sonuçlar verirken, sert kayaçlarda aynı durum söz konusu değildir. Sorunlar olduğu zaman, tam kesit TBM tamamen sökülmeden tünelden çıkarılabilir. Açık kesici baş ,geri çekilme özelliğinden dolayı ön tarafta çalışma yapılmasına olanak verir. Fakat kapalı başı olan makinelerde, ön tarafta çalışma ancak kazı etrafının boşaltım ası ile mümkündür. Ayrıca, patlatma kazılabilir tünel zeminine rastlayıncaya kadar devam edebilir. Bir çok tam kesit TBM, dairesel bir kesite sahiptir ve dönmeli kesicilere sahip başın çapı tünel çapı ile aynıdır.

Yarım kesit tünel açma makineleri veya kollu makineler, aynanın bir kısmını bir anda kazar. Manevra kabiliyetleri daha fazladır. Bu makineler UCS değerleri 60Mpa’dan küçük ve aşındırma özelliği düşük kayaçlarda kazı yapabilirler (çok düşük-orta dayanımlı kayaçlar). Masif ve yüksek dayanımlı kayaçlarda çalışamazlar.

Eğimli veya düşey şaftlar şaftın tabanında iki kesitte bençlenebilirler veya tam ayna patlatılırlar. Ayrıca şaftlar özel makine kullanılarak aşağıdan yukarıya veya yukardan aşağıya açılabilir. Aşağıdan yukarı yönden delme şaft altından ulaşım mümkünse diğer bir alternatif yöntemdir. Bu yöntemle önce yaklaşık 28 cm çapında bir pilot kuyu açılır. Daha sonra 2 m çapındaki döndürmeli- delici burgu açılan pilot kuyuya alttan yerleştirilip yukarı yönde döndürülüp çekilir. Delici burgu ile şaft açımı ise saatte 0,5-2 m ilerler. Örneğin 350 m uzunluğa sahip bir şaft delme ve patlatma ile 7 ayda tamamlanırken, döndürmeli-delici burgu kullanılarak 3 ayda tamamlanır. Uygun koşullarda 600m den uzun şaftlarda döndürmeli-delici burgu uygun bir yöntemdir.

Kazı ve Hafriyat

Tünel kazısında ilerleme hızı, kazılan malzemenin yani pasanın tünelden veya şafttan çıkarılma hızına bağlıdır. Bir tünelde raylı veya tekerlekli pasa taşıması, tünel uzunluğu ve çapına bağlıdır. Uzun tünellerde taşıma maliyeti ve zamanı daha fazla olacaktır. Raylı sistemler genellikle uzun, küçük tünellerde kullanılırken, geniş kesitli tünellerde hafriyat kamyonları kullanılır. Manş tünelinde raylı sistemler kullanılmış ve 7 milyon m3 den fazla pasa taşınmıştır. Kamyonlar ,raylı sisteme oranla eğimi yüksek olan güzergahlarda kullanışlıdırlar. Taşıyıcı kemer sistemleri, hafriyat hacminin büyük olduğu yumuşak kaya içindeki geniş tüneller için elverişlidir. Taşıyıcı kemerlerle yapılan hafriyat, maden galerilerinde çok sık kullanılır. Aynı zamanda bu sistem,tünel malzemelerinin yüksek hızla kaldırılacağı tünellerde de tercih edilebilir
1-2 m genişliğe sahip bir kemer, sürekli olarak saatte 1000 t’luk bir yükü kolayca taşıyabilir. Şaftların açılması, tüneller oranla daha yavaş olarak gerçekleşir. Bunun nedeni, şaftın tabanından parçalanmış kayaların kaldırılması nedeni ile kazının sık sık durdurulmasıdır. Aşağıdan yukarı yönde delme yöntemi bu sorunu ortadan kaldırmaktadır. Yukarıya doğru kazı yapabilen kesicinin çalışması, parçalanan kayaların aşağıya doğru düşmesi nedeni ile engellenmemiş olur.

Yeni Avusturya Tünel Açma Yöntemi (NATM)

Bu yöntem genelde ahşap iksa kullanılan “Eski Avusturya Yöntemi” ile pek uyum göstermemektedir.

NATM’nin yirmiden fazla prensibi olup,esası ana kayanın ilk sağlamlığını korumak ,dağı fazla kurcalamamak yükü dağa taşıtmak koruyucu zonu boşluk ve yakınında oluşturmak, deformasyonları ve gerilmeleri ölçümlerle denetlemek, sağlamlaştırma işlemlerini en kısa zamanda tamamlamak ve kazı kesitlerini olduğunca yuvarlak seçmektir. Kollu kazıcı makinelerini kullanıldığı Şanlıurfa Tüneli bu yöntem ile açılmıştır kazıdan sonra püskürtme beton (7-8 cm), ankraj, tel kafes, çelik bağlar ve tekrar püskürtme beton(8 cm) uygulanmıştır.NATM, tünel zeminine uygun oranlarda donatı ve kaplama malzemesi kullanılır.Etkileşme ve Kaplama basınçlarının yakından izlenmesi NATM’nin önemli bir kısmını oluşturur. Uygulama yavaş olmasına rağmen tünel zemini deplasmanları ve iksa miktarları minimum seviyeye indirilerek, sonuçta ekonomik bir uygulama gerçekleştirilmiş olur. Adana-Gaziantep TEM otoyolu inşaatının Bahçe Tünelleri de NATM prensipleri kapsamında delme patlatma ile açılmaktadır.Mukavemeti fazla olan iyi bir kayada,iksaya gerek yoktur. Devamlı bozulan koşullar için, başlangıçta 20-40 mm kalınlığında püskürtme beton uygulaması gerekir. Fay yakınlarında ve tünel zemininin sıkışma potansiyelinin mevcut olduğu zamanlar püskürtme beton tabakaları U şekilli kesite sahip esnek, hafif çelik kaburgalar ile daha da kuvvetlendirilir. Günümüzde artık çelik kaburgalar yerine, çelikten yapılmış olan kafes kirişler kullanılmaktadır. Bunlar ağırlık olarak daha hafif olup, kayaca daha kolay iliştirilirler. Püskürtme beton uygulamasından sonra, donatılı beton kirişler oluşturulur.NATM, İlk önce Avusturya, Fransa, Almanya,İsviçre ve İtalya’da uygulanmaya başlanmıştır. Bu yöntemin dünyaya yayılımı hızlı olmuştur. İlk uygulamalarda biri olan Frankfurt Metrosunda tünel açımına 1969 yılında içiçe tabakalı kil, marn,tebeşir ve kum taşında başlamıştır. Bu yöntem Japonya’daki Seikan Tüneli’nde de başarı ile uygulanmıştır. Bir başka başarılı uygulama Mexiko City’deki Emisor Central kanalizasyon tünelinde olmuştur.NATM’de kullanılan desteğin esnek olmasının iki anlamı vardır. Mekanik olarak esnektir ve uygun bir membrane rolü oynayarak kaya sıkışması esnasında deforme olur. Bu tip iksa, çok yönlü olup, lokasyondan lokasyona değişecek iksa gereksinimlerine göre ayarlanması yapılabilir. Tek sistem alternatifi basittir ve daha az beceri, kontrol araştırma, izleme ve test etme gerektirir. Tünel zemini koşullarının üniform ve iyi bilindiği durumlarda küçük çaplı kısa tünellerde, bu sistem iyi sonuç verir. NATM, koşulların değişen olduğu ve iyi bilinmediği büyük çaplı uzun tünellerde daha iyi sonuç vermektedir.

Tavan levhaları, makine ile kazılarak açılan tünellerin desteklenmesinde etkili sonuç verirler. Toronto’da müteahitler hızlı bir şekilde çalışarak yüksek gerilmeli şeyllerde , tavan levhaları ve her bir levhada 4 kaya çivisi (dowelin) tünel tavanın ikisi sağına ikisi soluna gelecek şekilde bir uygulama yapmışlardır. Donatılı püskürtme beton, dayanıklı, esnek ve duraylıdır. Thorp ve Heuze (1986), yoğun patlatma altındaki farklı tünel kaplama sistemleri üzerindeki testlerden bahsetmişlerdir. 2,4 m uzunluğunda , 1,2 m' lik çapa sahip bir yer altı odasında tamamen enjeksiyonlanmış kaya bulonları ile yoğun bir kuvvetlendirme programı uygulamışlardır. Bu uygulamada, kaburgalar, tel kafesler ve en azından 50 mm lik kalınlığa sahip fiberle kuvvetlendirilmiş püskürtme betonlar kullanılmıştır. Yüksek miktarda patlayıcılar kullanılarak, kayacın buna karşı olan tepkisi izlenmiştir. Her testten sonra odaya girilerek gerekli incelenmeler yapılmıştır. Bu incelemeler sonunda , kuvvetlendirmenin veya donatının tamamen sağlam kaldığı görülmüştür. Püskürtme betonlu kaplamada, parçalanma veya çatlama oluşmamıştır. Buna karşılık, beton ve donatılı beton iyi bir performans göstermemiştir. Son yıllarda , mikrosilika ve çelik fiber katkılı donatıların kullanımı , yüksek mukavemetli püskürtme betonların oluşumuna neden olmaktadır. Ayrıca daha fazla işçilik isteyen kaynakla tutturulmuş tel kafesle kuvvetlendirme sistemi de yüksek mukavemet göstermektedir.

Kazı Sırasında Havalandırma

Kazı ve patlatma sırasında tünel içinin havalandırmasının iyi olması gerekir. Havalandırma boruları veya hortumlar, tavandan itibaren asılır ve tünelin ilerleme yönünde belli bir mesafeye kadar uzatılır. Araç tünellerinde de sürekli bir havalandırma sistemine gerek vardır. Genelde bu sistem tünel tabanında yol kaplamasının altına yerleştirilir. Özellikle su altında yer alan tünellerde eksoz gazının etkisinden dolayı araçlar bir taraftan diğerine trenle taşınmaktadır. Örnek: İngiltere-Fransa arasında Manş denizi altında yapılan ve uzunluğu 53 km olan tüneldir.

AÇ-KAPA TÜNEL AÇMA YÖNTEMİ

Genellikle metro tünellerinin güzergah itibariyle ana yolların altından geçirilebildiği yüzeye yakın kısımlarında, bazen de bir taşıt yolunun çığlardan korunması amacıyla yapılan çığ tünellerinde, kanalizasyon, içme suyu tünelleri ve yer altı geçitlerinin inşaası açık havada yapılarak daha sonra üzerinin örtülmesi daha basit ve ekonomik bir yöntem olarak karşımıza çıkmaktadır.Bu yöntemde önce kazı boşluğunun yanları betonarme kazık veya beton duvar perdesi ile desteklendikten sonra, yüzeyden hendek şeklinde kazılarak açılır.Yer altı suları yüzeye yakınsa yer altı su seviyesi düşürülür veya su derin kuyulara drene edilir. Kenar ayakların örülmesinde hiçbir özellik yoktur. Tamamen açık havadaki duvar örme usullerine göre yapılır. Tavanın oluşturulmasında eğer yer yüzünden yeteri kadar derinlik varsa bir kemer oluşturulur. Bu kemer de açık havada oluşturulduğundan fazla güçlükle karşılaşılmaz. Eğer yer yeryüzünden yeteri kadar derinlik yoksa betonarme bir tavan oluşturulabilir. Yerleşim alanları içerisinde yapılan kazı çalışmaları gürültü ve trafiğin engellenmesi gibi zararları nedeniyle pek tercih sebebi değildir. Trafiğin gidişatını engellememek için seyyar köprüler kullanılabilir.

Aç-Kapa tünel açma yönteminin diğer yöntemlerden farkı tavanda tasman oluşmamasıdır. Bu nedenle çevredeki yapılara zarar vermeden geçilmesi mümkündür. Ayrıca diğer yöntemlerle yeteri kadar yapılamayan izolasyon işlemi bu yöntemle kolaylıkla yapılabilir.

YERALTI SUYU ve GAZLARIN KONTROLU

Su ve Gazın Zararları

İnfiltrasyon; Tünel İçine Sızıntı

Su tablası altında yer alan tünellere suyun girişi, su tablasının tavan üstündeki seviyesine, eklemlerin aralarına ve açıklıklarına bağlıdır. Islak ortamlar tünelde çalışmayı zorlaştıracağı gibi maliyeti de artırır. Sık sık iş kazalarının meydana gelmesi muhtemeldir. Delme ve patlatma istenmeyen sonuçlara neden olabilir. Özellikle kullanılacak patlayıcıların, ıslak ortamlarda ateşlemeye uygun olması gerekmektedirTünelin kullanıma açılmasından sonra,çok az miktardaki su sızıntıları yaya tünelleri (metro istasyonları gibi) ve ulaşım tünellerinde buzlanmaya neden olabilir. Böylece emniyetsiz koşulların oluşumu ortaya çıkar. Su sızıntıları, mimarsal unsurlara zarar verirken çelik elemanların korozyonuna neden olurlar.Yukarıda özetlenen bu gibi durumlardan kaçınmak için, ne kadar su sızıntısına izin verileceği projenin başında belirtilmelidir. Amerika’da ulaşım tünelleri için bu limit tünelin iç yüzey alanında, 0,2-1,7 lt/gün/m² olarak belirlenmiştir.Stockholm’deki yer altı geçişlerinde bu değer aralığı 1,9-9,5 lt/gün/m² ve Amerika’daki kanalizasyon tünellerinde 2,1-14,8 lt/gün/m² olarak belirlenmiştir. Sızıntı hızları, tünelden drene edilen su miktarının izlenmesi sonucu elde edilebilir.

Exfiltrasyon; Tünelden Dışarıya Sızıntı

Tüneller yüksek basınçlı su veya toksik akışkanlar taşıdıkları zaman, tünelden dışarıya sızıntı söz konusu olacaktır. Yer altı mağaralarında eğer kayanın kalitesi yüksek ise atmosferik basınca yakın değerlerde petrol ürünleri kaplamasız olarak saklanır. Eğer kazı su tablası altında ise,yer altı suyunun mağaraya sızıntısı söz konusu olacaktır. Yüksek toksik sıvılar ve yüksek basınç altındaki sıvılar mutlaka geçirimsiz kaplama ile korunmalıdır.Özellikle basınç altındaki suyun sızıntısı tehlikeli sonuçlara neden olmaktadır. Yüksek hıza sahip sular aşındırıcı karaktere sahiptir. Düşük hız fakat orta-yüksek basınca sahip sular kaplamada Nuraysızlığa neden olurlar. Ayrıca heyelanları da başlatabilirler. Tünel etrafındaki killi zeminler veya eklemlerdeki dolgu malzemeleri şişme eğilimli iseler, şişme basıncından dolayı kaplamalarda çatlamalara ve daha büyük hasarın oluşumuna olanak sağlarlar.

Pompaj ve Su Problemlerinin Çözümü

Karstik kireç taşlarında olduğu gibi su akıntısının fazla olduğu yerler de yüksek kapasiteli pompaj ekipmanı kullanılır. Derinlerdeki sıcak sular, soğuk sulara oranla daha fazla problem yaratırlar. 1950-1955 yılları arasında Kaliforniya’da 10.3 km uzunluğunda bir tünel sedimanter birimlerin içinde kazılmıştır ( Trefzger-1966). Yer altı suyu güncel bir fay zonunda 41 oC ye kadar ısınıp, hızını 580 lt/sn ye kadar yükseltmiştir. Ortalama 180 lt/sn’lik bir akıntı inşaatın 16 ay durmasına neden olurken, bütün enjeksiyon işlemleri başarısızlıkla sonuçlanmıştır. İşçiler dirseklerine kadar su içinde çalışarak bu sorunu çözmeye çalışmışlardır.

Duraysızlıklar

Yüksek hıza sahip sular gevşek veya duraysız kayaçların içinden geçerken, kayaçları aşındırarak eklem açıklıklarının genişlemesine neden olurlar. 1958 yılında Stockholm Metro tünelinde ani ve aşırı su akıntısı fay zonunda dolgu olarak bulunan siltlerin yıkanmasına neden olmuştur. Tünelin üstündeki çakıllı birimden gelen bu suyun hızı 100-170 lt/sn ye ulaşmıştır. Fay zonunun ıslah edilmesi ancak dalgıçlar aracılığıyla mümkün olmuştur ( Morfeldt,1969).Sık sık rastlanan ve ciddi sorunlara neden olan bir diğer problem, tünel aynasının kazılması esnasında küçük miktarda fakat yüksek basınca sahip suyla karşılaşıldığı zaman ortaya çıkmaktadır.Kaliforniya’da , The San Jacinto tünelinin masif granit içindeki kazısında,şafttan sadece 50 m ilerde, aşırı oranda kırıklanmış ve su içeren bir fay yüzeyine, bariyer görevi yapan fay kili içine girilmiştir. Bunun sonucunda tünele saniyede 480 lt su girmiş ve beraberinde yaklaşık olarak 760 m3 kaya molozu taşımıştır. Aynı tünel güzergahında 21 tane benzer fay haritalanmıştır( Thompson,1966).

Su Tablasının Düşürülmesi

Gerek tünel içine suyun kontrolsüz olarak girmesi gerekse kontrol altındaki su tablasının düşürülmesi, bölgedeki su kaynakları üzerinde olumsuz etkiye neden olabilir. Tünel üstünde yer alan zeminde konsolidasyon ( oturma ) oluşabilir. Bu yüzden çevresel risk mutlaka değerlendirilmelidir. Drenaja ancak tünel içine gelen suyun önemsiz miktarda olup, sübsidansın oluşmasına neden olmayacağı ve su tablasının kalıcı şekilde düşürülmesi esnasında çevresel etkilenmenin oluşmayacağı zamanlarda izin verilmelidir. Bunun yanı sıra inşaat esnasında tünel içine gelen su enjeksiyonla azaltılabilir. Ayrıca, su tablası, sızıntı için daha fazla geçirimsiz bir ortam yaratacak kaplamaların yerleştirilmesine kadar kuyular aracılığı ile beslenebilir.

Gaz Tehlikesi

Doğal gazlar bazı kayaçların içindeki boşluklarda veya cephelerde bulunurlar. Özellikle metan gazları, zehirli ve patlayıcı özelliğe sahip olmalarından dolayı istenmeyen sonuçlara neden olurlar. Karbon monoksit ve hidrojen sülfit zehirlidirler. Fakat bunların patlayıcı özellikleri yoktur. Karbon dioksit gibi tesirsiz ve hareketli gazlar havalandırmanın yetersiz olduğu zamanlar boğulma etkisi yaratırlar. Gaz içeren formasyonlarda tünel açılacağı zaman araştırma sondajları ile gazların karakterinin ve miktarının belirlenmesi gerekir. Tünel açılması esnasında havadan alınan örnekler analiz edilmelidir. Sigara içilmesinden ve çıplak ateşten mutlaka sakınılmalıdır. İyi havalandırma sistemleri kurulmalıdır.

Tünel İçine Gelen Suyun Tahmin Edilmesi

Yer altı suları özellikle faylar ve eklemlerden tünel içine girerler. Uzun tünellerde kırıklı ve su içeren zonları kesme olasılığı yüksektir. Tünel açımı esnasında karşılaşılacak su potansiyelinin önceden tahmin edilmesi, muhtemel sorunların büyüklüğünü ortaya koyacaktır. Bunun için, araştırma sahasında jeoloji ve yer altı suyu rejiminin yorumlanması, kaya kütlelerinin hidrolik iletkenliklerinin ölçümü ve jeolojik haritalamanın detaylı yapılması gerekecektir. Eğer kazı esnasında bazı lokasyonlarda ani bir su akıntısı ile karşılaşılacağı tahmin ediliyorsa, ayna kazısı öncelikle küçük sondaj delikleri aracılığıyla yapılmalıdır. Böylece su basıncı ve akıntısının yavaş yavaş azaltılmasına olanak verilir. Daha sonra normal kazıya devam edilir. Tünel içine uzun dönemli sızıntılar için, bölgesel su kullanımının mevcut ve gelecekteki kullanımının değerlendirilmesi yapılmalıdır. New York Metrosu yıllarca çok az miktardaki su sızıntıları altında kullanılmıştır. Fakat zamanla şehirleşme ve tarımın artmasına paralel olarak yer altı su seviyesi yükselmiş ve su tüketimi de artmıştır.bunu sonucunda, tünele giren su miktarında artış gözlenmiştir.

Tünel İçine ve Dışına Giden Suyun Kontrolü

Yeraltı Suyunun Kısa Dönemli Kontrolü

Tünelin inşaatı esnasında, trafiğin emniyetli koşullarda işlemesi için tünel tabanı özellikle kuru tutulmalıdır. Genelde şeyl tipindeki litolojilerin çamura dönüşmesi çok kolaydır. Tünel tabanı kenarlarında açılan hendek ve kuyularda suyun toplanması sağlanarak pompaj yapılmalıdır. İnşaat esnasındaki trafiğin emniyetli koşullar altında işlemesi için, taban duraylı kaya parçaları veya zayıf beton ile kaplanmalıdır. Orta miktardaki akıntılar, tünel içinden yapılacak pompaj ile kontrol altında tutulabilir. Kaya duvarlarındaki duraysızlığa neden olabilecek düzeydeki yer altı suyu basınçları sondajlarla açılan drenaj delikleri aracılığı ile azaltılabilir

Uzun Dönemli Su Geçirimsizliği

Bir tünel kaplamasız olduğu zamanlar, yer altı suları yol yüzeyine veya demiryolu üzerine akması sonucunda özellikle kış aylarında donmalara neden olmaktadır. Norveç’te lokal sızıntıları önlemek için karayolu tünelleri maliyeti düşük olan oluklu ( kırışık ) alüminyum ile kaplanmaktadır. Böylece sızıntı yapan sular, tünel kenarında bulunan drenlere, daha sonra da tünel dışına aktarılmaktadır. Alüminyum veya fiberglasların arasına kaya elyafı veya polyurethane köpük yerleştirilerek, suyun donması engellenebilmektedir.Su geçirmez kaplamalı tünellerde, enjeksiyon drenaja oranla daha kullanışlı ve düşük maliyete sahiptir. Sürekli pompaj sistemlerinin uygulaması, yer altı suyunun içeriğine bağlıdır.




KAYNAKLAR
Bozkurt, M., 1987, Tüneller, Ders Notları, İ.T.Ü. İNŞAAT FAKÜLTESİ DERS NOTLARI, İstanbul.
Acar, A., 1997, Tünel Mühendisliğine Giriş - 1, KAYA MEKANİĞİ DERS NOTLARI, Adana.
Ulaşımda Yeraltı Kazıları Sempozyumu, 1994, TMMOB MADEN MÜHENDİSLERİ ODASI YAYINI, İstanbul.
Yapı Merkezi, http://www.yapi-merkezi.com/
DSİ, Web: http://www.dsi.gov.tr/

[Gürcan]

Teşekkürler.