ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ …Bu çalışma Yeni Avusturya Tünel Açma Metodu...

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

YÜKSEK LİSANS TEZİ Atakan EMİROĞLU İSTANBUL (4. LEVENT-HACIOSMAN ARASI) METRO TÜNELİNDEKİ MÜHENDİSLİK UYGULAMALARI

MADEN MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI ADANA, 2010


İSTANBUL (4. LEVENT-HACIOSMAN ARASI) METRO TÜNELİNDEKİ

MÜHENDİSLİK UYGULAMALARI

Atakan EMİROĞLU

YÜKSEK LİSANS TEZİ

MADEN MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI Bu Tez 02/07/2010 Tarihinde Aşağıdaki Jüri Üyeleri Tarafından Oybirliği/Oyçokluğu ile Kabul Edilmiştir. ……………….................... ………………………….. ……................................ Prof. Dr. Mesut ANIL Doç. Dr. Alaettin KILIÇ Doç. Dr. Suphi URAL ÜYE DANIŞMAN ÜYE ...………………............... ...……………………….. Doç. Dr. A. Mahmut KILIÇ Doç. Dr. Abdülazim YILDIZ ÜYE ÜYE Bu Tez Enstitümüz Maden Mühendisliği Anabilim Dalında hazırlanmıştır. Kod No:

Prof. Dr. İlhami YEĞİNGİL Enstitü Müdürü

Bu Çalışma Ç. Ü. Araştırma Projeleri Birimi Tarafından Desteklenmiştir. Proje No: MMF2010YL10 Not: Bu tezde kullanılan özgün ve başka kaynaktan yapılan bildirişlerin, çizelge ve fotoğrafların

kaynak gösterilmeden kullanımı, 5846 sayılı Fikir ve Sanat Eserleri Kanunundaki hükümlere tabidir.

I

ÖZ YÜKSEK LİSANS TEZİ

İSTANBUL (4. LEVENT-HACIOSMAN ARASI) METRO TÜNELİNDEKİ

MÜHENDİSLİK UYGULAMALARI

Atakan EMİROĞLU


MADEN MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI

Danışman : Doç. Dr. Alaettin KILIÇ Yıl : 2010, Sayfa : 139

Jüri : Prof. Dr. Mesut ANIL Doç. Dr. Alaettin KILIÇ

Doç. Dr. Suphi URAL Doç. Dr. Ahmet Mahmut KILIÇ

Doç. Dr. Abdülazim YILDIZ İstanbul Büyükşehir Belediyesi tarafından planlanan ve yapımı Garanti Koza

A.Ş/Alsim-Alarko A.Ş. ortak girişimi tarafından istenilen İstanbul Metrosu Darüşşafaka-Hacıosman arasındaki ilave kısmı inşaatı projesinde Hat 1 km: 22+805-24+515.487, Hat 2 km: 22+822.5-24+548.175 arasında yapılmış olan metro tünelini kapsamaktadır. Bu çalışma Yeni Avusturya Tünel Açma Metodu (NATM) uygulanarak açılan bir tünelde yapılan mühendislik çalışmalarını içermektedir. Bunun için, metroların gerekliliği ve önemimden bahsedilmiştir. Dünya’daki ve Türkiye’deki önceden yapılmış metro çalışmalarına değinilmiş ve kaya sınıflama sistemlerinden bahsedilmiştir. Kaya ve zemin birimlerinin mühendislik özellikleri anlatılmıştır. Elde edilen bilgilerle tünel tipleri ve destekleri belirlenmiştir. Yapılan kazı çalışması ve destek terkiplerinde kullanılan malzeme hakkında bilgiler verilmiştir.

Anahtar Kelimeler: İstanbul Metrosu, Kaya Sınıflandırma, NATM, Umbrella Arch, Tünel.

II

ABSTRACT

MSc THESIS

ENGINEERING APPLICATIONS IN ISTANBUL (BETWEEN 4th LEVENT-HACIOSMAN) UNDERGROUND TUNNELS

Atakan EMİROĞLU

ÇUKUROVA UNIVERSITY DEPARTMENT OF MINING ENGİNEERING INSTITUTE OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES Supervisor : Assoc. Prof. Dr. Alaettin KILIÇ Year: 2010, Pages: 139 Jury : Prof. Dr. Mesut ANIL : Assoc. Prof. Dr. Alaettin KILIÇ : Assoc. Prof. Dr. Suphi URAL : Assoc. Prof. Dr. Ahmet Mahmut KILIÇ : Assoc. Prof. Dr. Abdülazim YILMAZ

Study area planned by the Istanbul Metropolitan Municipality and Garanti Koza Construction Co. / Alsim-Alarko Inc. requested by the Istanbul Metro is a joint venture between Darüşşafaka-Hacıosman further part in the project of construcion of Line 1 km: 22+805-24 +515,487, Line 2 km: 22+822.5-24 +548,175 subway tunnels that have been made between the covers.

This study comprises engineering studies in a tunnel which has constructed and opened by using NATM.Therefore,importance and necessities of underground has been mentioned in this study.Undergrounds which are in Turkey and all over the World has been previously mentioned studies and rock classification systems have been mentioned.Engineering properties of rock and soil units are described.The tunnel types and supports by the information obtained was determined.Excavation and support were given information about materials used in the composition. Key Words: Istanbul Underground, Rock classification, NATM, Umbrella Arch,

Tunnel.

III

TEŞEKKÜR

Yüksek lisans tez çalışmamda bilgi ve birikimi ile bana yol gösteren, bu tezin

oluşmasında yaptığı yardım ve katkılarından dolayı tez danışmanım Doç. Dr.

Alaettin KILIÇ’a teşekkür ederim.

Tez çalışmalarım sırasında kapısını aşındırdığım Arş. Gör. Ahmet

TEYMEN’e teşekkür ederim.

Bu tezin oluşmasında benden desteğini esirgemeyen arkadaşlarım Erdem

AYCAN ve Mertcan KENRU’ya teşekkürlerimi sunarım.

Tez çalışması için yaptığım araştırmalarda bana yardım eden ve bilgi akışı

sırasında her türlü kolaylığı sağlayan Özgün Şirketler Grubu Soner Temel

Mühendislik Genel Müdürü Öner YILMAZ’a ve şirket mühendislerine teşekkür

ederim.

Tezin çizelgelerinin oluşturulmasında ve tezin tüm aşamalarında yardım ve

desteğini esirgemeyen Eda GÜÇ’e teşekkür ederim.

Bugüne kadar benden maddi ve manevi desteğini esirgemeyen babam

Mustafa EMİROĞLU, annem Semiye EMİROĞLU, kardeşim Emirhan

EMİROĞLU’na teşekkürü bir borç bilirim.

IV

İÇİNDEKİLER SAYFA

ÖZ .............................................................................................................................I

ABSTRACT ............................................................................................................ II

TEŞEKKÜR ........................................................................................................... III

İÇİNDEKİLER ....................................................................................................... IV

ÇİZELGELER DİZİNİ ..........................................................................................VII

ŞEKİLLER DİZİNİ ................................................................................................ XI

1. GİRİŞ ................................................................................................................... 1

2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR ..................................................................................... 3

2.1. Tüneller .......................................................................................................... 3

2.2. Tünelcilikte Kullanılan Terimler ..................................................................... 3

2.3. Tünel Kazı Yöntemleri .................................................................................... 5

2.3.1. Aç-Kapa Tünel Açma Yöntemi ............................................................. 5

2.3.2. Delme ve Patlatma Yöntemi ile Tünel Açımı ........................................ 6

2.3.3. Makine ile Kazı ..................................................................................... 7

2.3.3.1 Tam Kesit Kazı Makineleri ....................................................... 7

2.3.3.1.(1). Kayada Tam Kesit Tünel Açma Makineleri ile

Tünel Açımı ....................................................................... 7

2.3.3.1.(2). Yumuşak Zeminlerde Tam Kesit Tünel Açma

Makineleri ile Tünel Açma ................................................. 8

2.3.3.2. Yarım Kesit Kazı Makineleri ................................................... 8

2.3.3.2.(1). Kayalarda Yarım Kesit Tünel Açma Makineleri

ile Tünel Açma .................................................................. 9

2.3.3.2.(2). Yumuşak Zeminlerde Yarım Kesit Tünel Açma

Makineleri ile Tünel Açımı ................................................ 9

2.4. Tünel Açma Yöntemleri ................................................................................ 10

2.4.1 Parçalı Kesit Yöntemleri ...................................................................... 10

2.4.1.1. Alman Yöntemi ..................................................................... 10

2.4.1.2. Belçika Yöntemi .................................................................... 11

2.4.1.3. Eski Avusturya Yöntemi ........................................................ 12

V

2.4.1.4. İngiliz Yöntemi ...................................................................... 12

2.4.1.5. İsviçre Yöntemi ..................................................................... 13

2.4.1.6. İtalyan Yöntemi ..................................................................... 13

2.4.2. Tam Kesit Yöntemi ............................................................................. 13

2.4.2.1. Tam Mekanizma Yöntemi ...................................................... 14

2.4.2.2. Ön Sağlamlaştırma Yöntemi .................................................. 14

2.4.2.3. Kalkan Yöntemi ..................................................................... 14

2.5. Tünel Çeşitleri .............................................................................................. 15

2.5.1. Hizmet Tünelleri ................................................................................. 15

2.5.1.1. Kanalizasyon Tünelleri .......................................................... 15

2.5.1.2. Alt Yapı Tünelleri .................................................................. 15

2.5.1.3. Enerji ve Su Tünelleri ............................................................ 15

2.5.2. Ulaştırma Tünelleri ............................................................................. 16

2.5.2.1. Demiryolu Tünelleri............................................................... 16

2.5.2.2. Yaya Tünelleri ....................................................................... 16

2.5.2.3. Metro Tünelleri ...................................................................... 16

2.6. Metro İnşaatlarının Dünya’daki ve Türkiye’deki Tarihçesi ............................ 17

2.7. Kaya Kütlesi Sınıflaması ............................................................................... 30

2.7.1. Kaya Yükü (Terzaghi) Sınıflaması ...................................................... 30

2.7.2. Kaya Kütlesi Puanlama Sistemi........................................................... 32

2.7.3. Q Sistemi ............................................................................................ 38

2.7.3.1. Asgari Bulon Boyları ............................................................. 46

2.7.3.2. En Büyük Desteksiz Açıklık .................................................. 46

2.7.3.3. Desteksiz Kalma Süresi.......................................................... 47

2.7.3.4. Tavan ve Duvar Destek Basınçları. ........................................ 47

3. MATERYAL VE METOD ................................................................................. 51

3.1. Materyal ....................................................................................................... 51

3.1.1. İnceleme Alanının Yeri ....................................................................... 51

3.1.2. Genel Jeoloji ....................................................................................... 53

3.1.2.1. Bölgesel Jeoloji ...................................................................... 53

3.1.2.2. Çalışma Alanının Jeolojisi ..................................................... 56

VI

3.1.2.2.(1). Neojen Çökeller ............................................................... 56

3.1.2.2.(2). Kartal Formasyonu ........................................................... 57

3.1.2.2.(3). Andezit ve Diyabaz Daykları ............................................ 57

3.1.2.3. Yapısal Jeoloji ....................................................................... 58

3.1.3. Mühendislik Jeolojisi .......................................................................... 59

3.1.3.1. Proje Alanında Yer Alan Zemin ve Kaya Tabakalarının

Mühendislik Özellikleri ......................................................... 59

3.1.3.1.(1). Zemin Tabakaları .................................................. 60

3.1.3.1.(1).(a). Katı Kumlu Kil Tabakası ............................................ 60

3.1.3.1.(1).(b). Orta Sıkı Kum-Siltli Kum Tabakası ............................ 61

3.1.3.1.(1).(c). Tamamen Ayrışmış Kaya ............................................ 61

3.1.3.1.(2). Kaya Birimleri ................................................................. 63

3.1.3.1.(2).(a). Grovak Kaya Birimi .................................................... 63

3.1.3.1.(2).(b). Kireçtaşı Kaya Birimi ................................................. 68

3.1.3.1.(2).(c). Şeyl Kaya Birimi ........................................................ 72

3.1.3.2. Fay Zonlarında Yaklaşık Mühendislik Özellikler ................... 75

3.1.3.3. Karst Problemi ....................................................................... 75

3.1.3.4. Yeraltı Suyu Durumu ............................................................. 76

3.1.3.5. Gaz Durumu .......................................................................... 78

3.1.3.6. Deprem Durumu .................................................................... 78

3.1.3.7. Kazılabilirlik .......................................................................... 80

3.1.4. Geoteknik Değerlendirme .................................................................... 81

3.2. Metod ........................................................................................................... 84

3.2.1. Yeni Avusturya Tünel Açma Yöntemi ................................................ 84

3.2.1.1.Yeni Avusturya Tünel Açma Yönteminin Ana İlkeleri ............ 85

3.2.2. Tünel Kazı Çalışmalarında İlerleme .................................................... 96

3.2.2.1. Makine ile Kazı İlerlemesi ..................................................... 96

3.2.2.2. Patlatma ile Kazı İlerlemesi ................................................... 97

3.2.3. Önerilen Destek Sistemleri ve Uygulamaları ....................................... 98

3.2.3.1. Çelik Hasır ............................................................................. 98

3.2.3.2. İksa Montajı ......................................................................... 100

VII

3.2.3.3. Püskürtme Beton .................................................................. 100

3.2.3.4. Kaya Bulonu ........................................................................ 102

3.2.3.4.(a). Enjeksiyonlu Kaya Bulonları ............................... 102

3.2.3.4.(b). Swellex Tipi Bulonlar ......................................... 103

3.2.3.5. Süren Uygulaması ................................................................ 103

3.2.3.6. Zemin Çivisi ........................................................................ 103

3.2.4. Umbrella Arch .................................................................................. 104

3.2.5. Tünel Destekleme Tasarımı İçin Kaya Birimlerinin Tünelcilik ve

Mühendislik Açıdan Değerlendirilmesi............................................. 107

3.2.6. Projelendirme Parametreleri .............................................................. 119

4. ARAŞTIRMA BULGULARI ........................................................................... 123

4.1. Tünel Tipleri ve Hat Bilgileri ...................................................................... 123

4.2. Tünel Destek Terkipleri .............................................................................. 127

4.2.1. Birincil Destek Terkipleri .................................................................. 127

5. SONUÇ VE ÖNERİLER .................................................................................. 135

KAYNAKLAR ..................................................................................................... 137

ÖZGEÇMİŞ ......................................................................................................... 139

VIII

ŞEKİLLER DİZİNİ SAYFA

Şekil 2.1. Tünelde kullanılan terimler ....................................................................... 4

Şekil 2.2. Londra Metrosu ...................................................................................... 18

Şekil 2.3. Boston Metrosu ...................................................................................... 19

Şekil 2.4. Paris Metrosu .......................................................................................... 21

Şekil 2.5. Berlin Metrosu ........................................................................................ 22

Şekil 2.6. Newyork Metrosu .................................................................................. 23

Şekil 2.7. Moskova Metrosu .................................................................................. 24

Şekil 2.8. Ankara Metrosu ..................................................................................... 26

Şekil 2.9. İzmir Metrosu ......................................................................................... 27

Şekil 2.10. İstanbul Metrosu .................................................................................. 29

Şekil 2.11. Bursa Metrosu ...................................................................................... 30

Şekil 2.12. RMR değerlerine bağlı olarak tünel kazılarının ayakta kalma zamanı .... 36

Şekil 3.1. Proje alanının yeri ................................................................................... 52

Şekil 3.2. Çalışma alanının uydu görüntüsü ............................................................ 53

Şekil 3.3. Bölgesel jeoloji haritası (1) ..................................................................... 54

Şekil 3.4. Bölgesel jeoloji haritası (2) ..................................................................... 55

Şekil 3.5. Çok ayrışmış grovaklara ait tipik karot durumu ....................................... 64

Şekil 3.6. Orta derecede ayrışmış grovaklara ait tipik karot durumu ........................ 66

Şekil 3.7. Az ayrışmış-ayrışmamış grovaklara ait tipik karot durumu ...................... 67

Şekil 3.8. Çok-orta derecede ayrışmış kireçtaşlarına ait tipik karot durumu ............. 70

Şekil 3.9. Az ayrışmış-ayrışmamış kireçtaşlarına ait tipik karot durumu .................. 71

Şekil 3.10. Orta derecede ayrışmış şeyl seviyelerine ait tipik karot durumu ............. 72

Şekil 3.11. Az ayrışmış-ayrışmamış şeyl seviyesine ait tipik karot durumu ............. 74

Şekil 3.12. Deprem kaynağı Kuzey Anadolu Fayının (KAF) Marmara Denizi

İçindeki Konumu ................................................................................... 79

Şekil 3.13. İstanbul ili deprem bölgeleri haritası...................................................... 79

Şekil 3.14. Yeraltı yapısının taşıyıcı kısmı .............................................................. 86

Şekil 3.15. Kayaç gevşemelerinin tünellere etkisi.................................................... 87

Şekil 3.16. Koruyucu bölge halkası ......................................................................... 87

IX

Şekil 3.17. Zamana bağlı olarak kayacın kendini tutma süresi ................................. 88

Şekil 3.18. Sağlamlaştırma kaplamaları .................................................................. 89

Şekil 3.19. Sağlamlaştırmada kullanılan ekipmanlar ............................................... 90

Şekil 3.20. Sağlamlaştırma için yapılan ölçümler .................................................... 91

Şekil 3.21. Taşıyıcı zon ve sağlamlaştırma halkası .................................................. 92

Şekil 3.22. Halka şeklindeki sağlamlaştırma kabuğu ............................................... 92

Şekil 3.23. Sistemin deformasyon durumu………………………………………….94

Şekil 3.24. İç ve dış kabuk ………………………………………………………….95

Şekil 3.25. Çelik hasır montajı yapılmış tünel kesiti………………………….…….99

Şekil 3.26. Montajı yapılmış iksa……………………………………………….….100

Şekil 3.27. Püskürtme beton uygulaması ………………………………………….101

Şekil 3.28. Umbrella Arch boruları ………………………………………………..105

Şekil 3.29. Montajı yapılmış süren, çelik hasır, iksa ve umbrella arch boruları…...106

Şekil 3.30.Umbrella ve zemin çivisi uygulamaları ile tünel açımı (1) .................... 106

Şekil 3.31. Umbrella ve zemin çivisi uygulamaları ile tünel açımı (2) ................... 107

Şekil 4.1. A tipi tünel enkesiti ............................................................................... 123

Şekil 4.2. T tipi tünel enkesiti ............................................................................... 124

Şekil 4.3. C tipi tünel enkesiti ............................................................................... 124

Şekil 4.4. P tipi tünel enkesiti ................................................................................ 125

Şekil 4.5. A1 tipi destek terkibi ............................................................................. 129




X

ÇİZELGELER DİZİNİ SAYFA

Çizelge 2.1. Tünel kazısı ve desteklenmesi için kayaçların sınıflandırılması

(Terzaghi Sınıflaması) ........................................................................ 31

Çizelge 2.2. Kaya kütlesi puanlama sistemi ............................................................ 33

Çizelge 2.3. Kaya tünellerinde RMR’ye dayalı destek rehberi ................................. 37

Çizelge 2.4. Q sistemi parametreleri........................................................................ 41

Çizelge 2.5. ESR değerleri ...................................................................................... 44

Çizelge 2.6. Q değerine bağlı kaya kütlesi sınıflaması ............................................. 45

Çizelge 2.7. Jeolojik Dayanım İndeksi .................................................................... 48

Çizelge 2.8. Önorm B2203 ..................................................................................... 49

Çizelge 3.1. Katı kumlu kil tabakası arazi ve laboratuar verileri .............................. 60

Çizelge 3.2. Orta sıkı kum-siltli kum tabakasına ait arazi ve laboratuar verileri ....... 61

Çizelge 3.3.Tamamen ayrışmış kaya seviyesine ait arazi ve laboratuar verileri........ 62

Çizelge 3.4. Çok ayrışmış grovak seviyelerine ait karot-mukavemet verileri ile

RMR-GSI değerleri ........................................................................... 64

Çizelge 3.5. Orta derecede ayrışmış grovak seviyelerine ait karot-mukavemet

verileri ile RMR-GSI değerleri ........................................................... 65

Çizelge 3.6. Az ayrışmış-ayrışmamış grovak seviyelerine ait karot-mukavemet


Çizelge 3.7. Çok ayrışmış kireçtaşı seviyelerine ait karot-mukavemet verileri ile

RMR-GSI değerleri. ........................................................................... 69

Çizelge 3.8. Az ayrışmış-ayrışmamış kireçtaşı seviyelerine ait karot-mukavemet

verileri ile RMR-GSI değerleri. .......................................................... 71

Çizelge 3.9. Orta derecede ayrışmış şeyl seviyelerine ait karot-mukavemet


Çizelge 3.10. Az ayrışmış-ayrışmamış şeyl seviyelerine ait karot-mukavemet

verileri ile RMR-GSI değerleri .......................................................... 74

Çizelge 3.11. Sondaj kuyularına ait yeraltı su seviyeleri, tünel tavanı ve arazi

kotları ile karşılaştırılması ................................................................. 77

XI

Çizelge 3.12. Karşılaşılacak kaya birimlerine ait Q sınıflaması ve beklenen

muhtemel destek tipleri ................................................................... 108

Çizelge 3.1.3. Tünellerde karşılaşılacak kaya birimlerine ait CSIR (RMR)

sınıflaması ...................................................................................... 110

Çizelge 3.14. Hat 1 tünel güzergahı için kaya birimlerinin mühendislik ve

tünelcilik açısından sınıflandırılması ............................................... 112

Çizelge 3.15. Hat 2 tünel güzergahı için kaya birimlerinin mühendislik ve

tünelcilik açısından sınıflandırılması ............................................... 115

Çizelge 3.16. Tünel güzergahı çevresindeki kaya birimlerine ait minimum,

maksimum ve ortalama Q, RMR ve GSI değerleri........................... 118

Çizelge 3.17. Düşey profilde zemin parametreleri ................................................. 119

Çizelge 3.18. Sondaj noktalarında tünel çevresi için ortalama zemin

parametreleri ................................................................................... 120

Çizelge 4.1. Tünel tiplerine ait kilometreler………………………………………..126

Çizelge 4.2. Tünel tiplerine bağlı patlatma ile ilerleme ve patlayıcı madde

miktarı………………………………………………………………...127

Çizelge 4.3. Destek terkipleri ve kilometreleri……………………………………..128

Çizelge 4.4. Destek terkibine bağlı kullanılan malzeme miktarları………………. .133

1. GİRİŞ Atakan EMİROĞLU

1

1. GİRİŞ

Tüneller, uygun ulaştırma yapıları vasıtası ile aralarında doğal zorluklar ve

tehlikeler olan, iki yerleşim biriminin kesintisiz bir şekilde bağlantısını sağlayan

önemli mühendislik yeraltı yapılarındandır. Böylece dağlık arazi, nehirler ve denizler

gibi doğal engelleri, izin verilen güvenli ve elverişli ulaştırma sistemleriyle, iklim

şartlarından da etkilenmeyecek şekilde aşılması tüneller ile sağlamaktadır. Yolcu ve

yüklerin kesintisiz taşınabiliyor olması, bir toplumun gelişmesi ve sosyal olarak

refaha ulaşabilmesi için gerekli bir durumdur. Tünellerin faaliyet alanları,

güvenilirlik ve verimlilik içerisinde, kesintisiz ve uygun koşullarda ulaştırma

sağlamaktır.

Tünellerin, gelişmiş toplumlarda halkın günlük yaşamının önemli parçasını

oluşturduğu ilk çağlardan beri açıkça görülmektedir. İnsanlar yaşamlarını

sürdürebilmek, günlük faaliyetlerini devam ettirebilmek, gelişebilmek ve değişik

toplumlarla faaliyet içinde bulunabilmek için tünellere ihtiyaç duyulmuş ve bu

nedenle de M.Ö. II. yüzyıldan günümüze kadar tünelcilik çok büyük gelişmelere

sahne olmuştur. Tüneller, tarih boyunca her zaman kültürel açıdan gelişmiş

toplumlarda diğer toplumlara göre daha önce inşa edilmişlerdir ve bu toplumlar

teknik ve ekonomik güce de sahip olmuşlardır.

Artan dünya nüfusu ile oluşan ihtiyaçların karşılanabilmesi için insanların

ulaşım sorununu gidermesi gerekliliği ortaya çıkmıştır. Bu sorun, daha sonraları

insanların toplu yaşama geçmeleri ile oluşan şehircilik kavramını ortaya çıkarmış ve

ulaşım konusu büyük bir sorun haline gelmiştir. Şehirlerde nüfusun artmasıyla

günümüzde metropol denilen büyük şehirler oluşmuştur. Ulaşım konusu, bütün

büyük kentlerin en başta gelen ve hemen hemen hiç bitmeyen bir sorunu olmuştur.

Ulaşımdaki bu sorunu çözebilmek için büyük şehirlerde metro tünelleri yapılmaya

başlanmıştır.

Metrolar, insanların şehir içi taşımacılığında diğer taşıma araçlarına göre daha

güvenilir, hızlı ve daha fazla sayıda insan taşınabilmesine olanak sağlamıştır. Bu

avantajları ile büyük kentlerde şehir içi trafik sorununu çözmek için günümüzde

kullanılan en önemli alternatif taşımacılıktır.

1. GİRİŞ Atakan EMİROĞLU

2

Kentler için geliştirilmiş, toplu taşımacılığın bir türü olan metro, bütün

dünyada kullanılmaktadır. Birçok kentteki metrolar hızlı ve ucuz bir ulaşım olanağı

sağlayarak, özellikle trafiğin yoğun olduğu saatlerde karayollarındaki trafik

sıkışıklığını azaltır. Kent merkezinde caddelerin, evlerin ve bazen de ırmakların

altında uzanan tünellerden geçen metro hatları, kimi yerlerde de yerin üstüne çıkar.

İlk metrolarda buharlı lokomotifler kullanılmış, günümüzde ise elektrik enerjisiyle

çalışan ve bilgisayarlı denetim sistemleriyle donatılmış metrolar kullanılmaktadır.

Metroların amacı: şehir içi yollardaki trafik sıkışıklığına çözüm getirmek ve

diğer taşıma sistemlerinin sınırlı olduğu kentlerde ulaşım sorununun çözümüne

yardımcı olmaktır. Bir metro treni 400-600 kişi taşıyabilmektedir. Aynı sayıda

insanı, karayolu ile taşıyabilmek için altı otobüs ya da yüz otomobil gerekmektedir.

Metro gibi büyük bir yatırımın giderlerini, satılacak metro biletlerinin

geliriyle kısa sürede karşılama olanağı olmadığından, metro yapımı için gerekli

parayı genellikle hükümet ya da kent belediyesi sağlar. Bir kentte metro yapılması

planlanırken, kentteki nüfus artışı, araba sayısı, insanların boş zamanlarını

değerlendirme ve yolculuk alışkanlıkları gibi etkenler de göz önünde bulundurulur.

Ayrıca metro sistemlerinin, kentler arası trenlerle, banliyö trenleriyle, karayolu,

denizyolu ve havayolu ulaşım sistemleriyle bağlantısı da sağlanmaktadır. Başarılı ve

modern metro sistemlerinde birbirine yakın istasyonlar arasında kısa aralıklarla hızlı

trenler çalışır.

Bu tezin amacı metro tünellerinde uygulanan tünel açma yöntemlerini

inceleyip kullanılan yöntemin nasıl uygulandığı hakkında bilgi vermek; uygulanan

yöntemde kazı işleminin nasıl yapıldığı, yapılan kazı sonrasında tünel

desteklenmesinin nasıl yapıldığı ve kullanılan destek elemanlarının neler olduğu ile

kullanılan destek elemanlarının miktarları hakkında bilgi vermektir.

2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Atakan EMİROĞLU

3

2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR

2.1. Tüneller

Demiryolu, karayolu, yaya yolu, kanal, metro vb. gibi taşıma yolunun bir

kısmının yeryüzünden geçirilmesinin teknik bakımdan mümkün olmadığı ya da

ekonomik bakımdan uygun bulunmadığı yerlerde bu kısmın yeraltından geçirilmesi

için başvurulan sanat yapılarına tünel denir.

Tünel inşaatını gerektiren nedenler:

• Eğimi sınırlı olan güzergahlarda, dağlık arazide, yeryüzünden aşılamayan sırt

ve tepelerin geçilmesi amacı ile,

• Güzergahın bir kısmının önemli toprak kaymaları, kaya yuvarlanmaları veya

çığdan korunması durumunda,

• Demiryollarında, dağlık bir arazide yükseklik kazanmak amacı ile,

• İnşaatı ve bakımı fazla masraflı olan, kendini tutamayan zeminlerdeki büyük

yarmalardan kurtulmak için,

• İrtibat ve derivasyon galerileri gibi su getirme yapılarının bir kısmı olarak, pis

ve temiz suların izolesi, gaz boruları elektrik ve telefon kabloları vb. gibi

muhtelif tesislerin içinde toplandığı galeriler olarak şehir hizmetleri için,

• Yer üstü yapılarının çok pahalı olduğu yerlerdeki yolların genişletilmesi ve

yeni yolların açılmasının imkansız olduğu durumlarda veya kitle halinde çok

sayıda insanın taşınması gerektiği metro inşaatları için,

• Trafiği yoğun olan yolların veya bir yol ile demir yolunun aynı düzende

birbirini kesmesi istenildiği zaman,

• Birbirlerinden tepe, sırt, akarsu, boğaz vb. gibi doğal engellerle ayrılmış şehir

semtlerinin birleştirilmesi amacı ile tüneller açılmaktadır.

2.2. Tünelcilikte Kullanılan Terimler

Tünelcilikte, yatay düzlemle olan ilişkileri, derinliklere ve en kesitlere bağlı

olarak değişik terimlerle ifade edilir.


4

Yeraltında yatay veya eğik olarak yapılan girişi ve çıkışı olan iki ucu açık

boşluklara ‘tünel’, bir tarafı açık olana ‘galeri’, dik olarak yapılan kazılara

‘baca’(şaft), aşağıya eğimli olanlara ‘baş aşağı’, yukarıya doğru olanlara ‘baş

yukarı’, geniş daire veya buna yakın şekillerde olanlar ‘oda’ adını alır. Tünelin

üstünde bulunan zeminlere ‘örtü’ ve bunun kalınlığına da ‘örtü kalınlığı’ adı verilir.

Tünelin kazılması ile tünelden çıkarılan kütlelere ‘pasa’ denir. Herhangi bir metodun

uygulanmasında ve bir işlemin yapıldığı parçaya ‘ano’ adı verilir. Tünel en kesitinde

gösterildiği gibi; tünelin ilerlediği boşluğun alt kısmına taban ya da ‘radye’, yan

kısımlarına ‘ayak’ ya da ‘duvar’, üst kısmına da ‘tavan’ ya da ‘kemer’ denir.

Kemerin ayaklarla birleştiği noktaya ‘üzengi’, üzenginin üstünde kalan kısmına

‘kalot’, üzengi seviyesinin altında kalan kısmına da ‘stros’, ismi verilir (Şekil 2.1).

Şekil 2.1. Tünelde kullanılan terimler


5

2.3. Tünel Kazı Yöntemleri

Tüneller genellikle üç yöntemle açılır.

1. Aç-Kapa

2. Delme ve Patlatma

3. Makine ile Tünel Açma

2.3.1. Aç-Kapa Tünel Açma Yöntemi

Genellikle metro tünelleri, güzergah itibariyle ana yolların altından

geçebildiği gibi yüzeye yakın kısımların altından da geçebilmektedir. Taşıt yolunun

çığlardan korunması amacıyla yapılan çığ tünelleri, kanalizasyon tünelleri, içme suyu

tünelleri ve yeraltı geçitlerinin inşası ise açık havada yapılarak daha sonra üzerinin

örtülmesi, 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 açılmaktadır. Yeraltı

suları yüzeye yakınsa yeraltı 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 yeryüzünden

yeteri kadar derinlik varsa bir kemer oluşturulur. Bu kemer de açık havada

oluşturulduğundan fazla güçlükle karşılaşılmaz. Eğer yeryüzünden yeteri kadar

derinlik yoksa betonarme bir tavan oluşturulabilir. Yerleşim alanları içerisinde

yapılan kazı çalışmaları, gürültü ve trafiğin engellenmesi gibi sorunları 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 yapılabilmektedir.


6

2.3.2. Delme ve Patlatma Yöntemi ile Tünel Açımı

Tünel açılacak yerdeki kayaçları hızlı ve ekonomik bir şekilde çıkarmak tünel

kazılarının esas amaçlarından biridir. Bu işlem yapılırken tünel duvarlarındaki

kayaçlara zarar vermemeye dikkat edilmelidir. İyi bir patlatma tasarımı ve kontrolü,

pürüzlülük ve zarar görmeyecek tünel çeperi durumuna göre yapılır.

Modern mekanize tünel açımında, delme patlatma yöntemi ile ilk aşamada

kayaç delinir. Kuyular ve delikler aynı zamanda kaya bulonları içinde ayrıca

açılabilir. Açılan deliklere önceden belirlenmiş cins ve miktarda patlayıcı madde

doldurulur. Patlatma işlemi, kurulan ateşleme mekanizması ile patlatma yapılarak

tamamlanır. Duman ve tozun dağılmasından sonra tavan temizlenerek aynaya

ulaşılır. Pasa alınarak püskürtme beton aynaya kadar yapılır.

Çapı 8 m den küçük olan ve iyi kalite kayaçlarda açılacak olan tüneller,

delme ve patlatma ile tek aşamada tam kesit olarak açılabilir. Kaya koşullarının

bozukluğu veya aynanın daha geniş olacağı tünellerde çekirdek yöntem uygulanır.

Bu yöntemde öncelikle üst kesit kaldırılır, kalot oluşturulur. Daha sonra iksası

yapıldıktan sonra stros oluşturulur. Bu durum gerek kazıyı gerekse iksa

uygulanmasını kolaylaştırır. Kötü tünel zeminlerinde önce küçük pilot tüneller açılır.

Tipik olarak bir tünel 1-3 patlatma safhası ile açılır. Her safhadaki ilerleme

uzunluğu kaya kitlesi ve çapına bağlı olarak sınırlıdır. Tünelde ilerleme ayna

genişliğinin %50-%90’ı kadardır.

Genel tünel problemleri, rutin koşullardan kaynaklanmaz. Özellikle bazı

kısımlarda lokal olarak bulunan aşırı kötü zayıf kayaçlarda sorun yaratmaktadır.

Delme-patlatma yöntemi ile tünel açmanın avantajları:

• Uzun yıllardır uygulanıyor olmasının verdiği tecrübe,

• Gerekli ilk malzemenin ve teçhizatının ucuzluğu,

• Her türlü kaya şartlarında uygulanabilmesidir.

Bu üstünlük kaya şartlarının tünel güzergahı boyunca değişmediği

durumlarda önemli olmayabilir. Fakat kaya şartlarının tünel güzergahı boyunca

değiştiği durumlarda ve çok yüksek mukavemetli kayaçlarda uygulanabilecek tek

yöntem olabilir.


7

Delme ve patlatma yöntemi ile tünel açmanın dezavantajları:

• Uzun zaman alır ve ilerleme yavaş olur.

• Aşırı sökülmenin önüne geçilemediğinden tünel çapını ve şeklini korumak

hemen hemen imkansızdır.

• Ne kadar hassasiyet gösterilirse gösterilsin, patlamanın sebep olduğu

gevşemelerden kaçınılmaz.

2.3.3. Makine ile Kazı

Tünel kazı makineleri ile yapılan tünel kazısı, patlamaya oranla daha az yıkıcı

ve bozucu olduğundan daha duyarlı tüneller içindir.

2.3.3.1. Tam Kesit Kazı Makineleri

Farklı tünel şartlarında ekonomik olarak kazı yapabilmektedir. Fakat bu

makinelerin satın alınması, çalışacak sahaya getirilmesi ve kurulması pahalıdır. Tam

kesit Tunnel Boring Machine (TBM)’in fiyatı tünel çapıyla orantılı olarak

artmaktadır. Eğer tünel uzunluğu 1 km den fazlaysa TBM’nin kullanımı ekonomik

açıdan olumlu sonuç vermektedir. Eğer tünel zemin koşulları sıkça değişiyorsa

patlatma, makine kazısına oranla daha ekonomik bir yöntem olur. Kayacın tahmin

edilenden sert veya yumuşak olması ya da beklenenden yüksek basınç seviyeleri ile

karşılandığında çalışma gecikebilir ve makine zarar görebilir.

2.3.3.1.(1). Kayada Tam Kesit Tünel Açma Makineleri ile Tünel Açımı

Bir tam kesit tünel açma makinesi, ön yüzeyinin çeşitli cins ve sayıda

kesicilerin yerleştirilmiş olduğu dönen bir kafa ile içinde gerekli cihazların ve

kumanda bölümünün bulunduğu silindirik bir gövdeden ibarettir.

Dönen kafa 4-10 dev./dk’lık bir hızla dönmektedir. Dönme hızı çapa bağlıdır.

Güç, elektrik motoru veya hidrolik disk motorundan sağlanır. Makinelerin çoğu

dairesel tünel açar, düşük kapasiteli bazı makineler ise tünel çapına göre değişik

şekillerde tünel açılabilmektedir.


8

2.3.3.1.(2). Yumuşak Zeminlerde Tam Kesit Tünel Açma Makineleri ile Tünel

Açma

Yumuşak zeminde tünel açmak için çok çeşitli tünel açma makineleri

geliştirilmiştir. Her birinde kazı pasasının atılması ve tünel kaplamasının yapılması

ile ilgili ekipmanlar farklıdır. Tünel açma makinelerinin (TAM) en belirgin özelliği

çok pahalı olmasıdır.

Genel olarak yumuşak zeminler için yapılmış TAM’lerin ön yüzeyi

kesicilerin yerleştirildiği bir silindirin aynaya döndürülerek itilmesi ile tam kesit

halinde kazı yapar.

Yumuşak zeminlerde kullanılan tam kesit tünel açma makinelerinden en

yaygın olarak kullanılanı dönen tekerlekli kalkan makinesidir. Bu makinelerde

kalkanın ön yüzeyinde, kesiciler yerleştirilmiş dönen bir tekerlek bulunur. Tekerlek

aynaya itildiğinde dönerken aynı zamanda ezerek, keserek veya kazarak tüneli

açarlar. Aynada kesilen ve kalkanın tabanına dökülen pasa, konveyör veya benzeri

ekipmanlarla geriye sevk edilir. Kesici kolların arası makineye göre açık veya kapalı

olabilmektedir. Yumuşak kil ve akıcı kum gibi malzemelerde kollar arası, bölümler

halinde kapalı olup pasanın içeri alınabilmesi için bir kısmı açılabilir. Bu makinelerin

saatteki verimi en fazla 6-7 m ye çıkabilir. Çapları 1-8 m arasında değişmektedir.

2.3.3.2. Yarım Kesit Kazı Makineleri

Yarım kesit tünel açma makineleri aynanın bir kısmını kazarlar. Manevra

kabiliyetleri daha fazladır. Belirli lokasyonlarda sınırlı sürülme uzaklıklarında

kolayca tünel içinde sokulabilir ve patlama için emniyet arz edecek bir mesafeye

çekilebilirler. Bu makineler, dayanımları düşük ve aşındırma özelliği az kayaçlarda

kazı yapabilirler. Masif ve yüksek dayanımlı kayaçlarda çalışmazlar. Bu makinelere

kollu tünel açma makineleri de denilmektedir.


9

2.3.3.2.(1). Kayalarda Yarım Kesit Tünel Açma Makineleri ile Tünel Açma

Kollu tünel açma makineleri, genellikle paletli olup bir kol üzerinde dönen

küçük bir kafaya yerleştirilmiş kesiciler yardımı ile kayayı delerler. Basınç

mukavemeti 1000 kg/cm2’ye kadar olan sert kayalarda kullanılmak üzere pek çok

çeşitleri vardır.

Kollu tünel açma makineleri kullanılırken yeterli bir ilerleme hızı için pasa

yükleme, taşıma kapasitesi, tozları yatıştırmak için su püskürtme sistemi ve

havalandırma sisteminin uygun olmasının yanında gerekli su ve enerjinin kesintisiz

sağlanması önemlidir. Bu makinelerde verimlilik tünel çapına, iksa sıklığına, kaya

mukavemetine ve kayanın diğer özelliklerine bağlıdır. Makinelerin kayayı kesebilme

dereceleri, kayanın basınç mukavemetinin yanında, kaya mukavemetine, basınç ve

kayma mukavemetleri arasındaki ilişkiye, minerallerin dizilişine, özellikle kuvars

gibi aşındırıcı tanelerin yüzdesine, tane boyutuna, tabakalanma ve eklemlenmeye

bağlıdır.

Bu makinelerde, makine ile ayna arasının temizlenmiş olması gerekmektedir.

Ancak bu şekilde kesici kafa ve kazı malzemesini kaldıran sistem çalışabilir. İksa

gerekiyorsa aynanın 2 m gerisinden takip edilecek şekilde yapılması gerekmektedir.

2.3.3.2.(2). Yumuşak Zeminlerde Yarım Kesit Tünel Açma Makineleri ile Tünel

Açımı

Genel olarak kayada kullanılan kollu tünel açma makineleri, yumuşak

zeminde de kullanılmaktadır. Yarım kesit makineleri, iri bloklar içeren yumuşak

malzemede, bir iksayı gerektirmeyecek kadar duyarlı olan malzemeye ulaşıncaya

kadar hemen her türlü zemin şartlarında kullanılabilmektedir. Yumuşak zemin

şartlarında, ilerleme hızı esas olarak daha yavaş olduğundan tam kesit açma

makineleri kadar ekonomik olmayabilir.

Çoğu durumlarda yumuşak zeminde çalışırken, kollu tünel açma makineleri

bir kalkanın içine yerleştirilmiş olarak kullanılır. Zemin şartlarına göre değişik tipte

yarım kesit kazıcılar da geliştirilmiştir.


10

2.4. Tünel Açma Yöntemleri

Tünel açma yöntemleri parça ve tam kesit yöntemleri olarak iki bölümde

incelenmektedir. Yalnız Yeni Avusturya Tünel Açma Yöntemi, tünel açma

çalışmalarında büyük bir gelişmeye yol açtığından ayrı bir bölüm olarak

incelenmektedir.

Hem tünel açma yönteminin belirlenmesinde hem de sağlamlaştırma türünün

seçiminde kayaç özelliklerinin büyük önemi vardır. Kayaçların ayrışma derecesi ve

çatlak sıklığına bağlı olarak, seçilmesi gereken tünel açma yöntemleri ve

sağlamlaştırma tipleri doğru seçilmelidir.

2.4.1. Parçalı Kesit Yöntemleri

Parçalı kesit yöntemlerinde ilk önce nakliye amacıyla tavan ve taban

galerileri sürülmekte, daha sonra diğer parçalar pano halinde alınmaktadır. Bu

yöntemlerde önemsiz deformasyonlar dikkate alınmamaktadır. Bu bölüme giren

başlıca yöntemler aşağıda özetlenmiştir.

2.4.1.1. Alman Yöntemi

Bu yöntem çekirdek yöntemi olarak da bilinir. Önemini kaybetmiş olmasına

rağmen son yıllarda büyük kesitli yeraltı yapılarının kalot kazılarında

kullanılmaktadır. Bu yönteme göre; önce iki adet yan ayak galerisi ve tavan galerisi

sürülür, bu çalışmayı izleyen zaman içinde duvarlar örülür. Daha sonra yan ayak

galerilerinden tavan galerisine doğru bunları birleştirecek şekilde tünel boyunca

galeriler açılır. Bu işlemlerden sonra, çekirdek bölümüne oturtulan kısa boylu

destekler yardımıyla büyük deformasyonların önüne geçilir. Daha sonra tavanın

örülmesi gerçekleştirilir ve tavan kaplaması tamamlanır. Son olarak ortadaki

çekirdek bölümü alınarak taban kaplaması işlemine geçilerek tünel bitirilmiş olur.

Yöntemin avantajları:

• Açılan galerilerden sonra özellikleri bilinen bir formasyonda çalışması,


11

• Tavan kemerinin sağlam destekler üzerinde bulunması ve masrafsız

olmasıdır.

Yöntemin dezavantajları:

• Çalışma alanının çok dar olması,

• Zaman kaybının fazla olması,

• Galeri gerilmelerinin değişik yön ve şiddette ortaya çıkması olarak

sıralanabilir.

2.4.1.2. Belçika Yöntemi

Bu yöntemin ana ilkesi tavan kayacının dengesini korumaktır. Bunun için

tavan galerisi sürülmekte ve kalot kazısı bitiminden sonra derhal kaplanmalıdır.

Tavan kaplandıktan sonra diğer parçalar anolar halinde alınmaktadır.

Belçika yönteminde; bir tünele değişik çalışma alanları oluşturulduğu gibi,

her şantiyenin birbirini izleyen anolarında da birer ekibin çalışma olanağı

olduğundan ilerleme hızını arttırmak mümkündür. Bu yöntem; zeminin kendini

tutma derecesi ve tünel kesitinin büyüklüğü gibi bazı özel durumlar karşısında

değişikliklere uğrayarak uygulanabilmektedir. Büyük basınçlara maruz kalındığında

gövdenin yanlarında bacalar oluşturulur ve bunlara beton ayaklar dökülür. Bu durum

maliyetin yükselmesine yol açar. Tavan ve taban galerileri ortadan bir bacayla

birleştirilerek nakliyat galerisiyle sürekli irtibat sağlanır. Plastik deformasyonlara

yatkın, orta ve az sağlam kayaçlarda başarı ile uygulanmaktadır.


• Tavanın kısa sürede sağlamlaştırılabilmesi,

• Ağaç tüketimi çok az olması,

• Kaya duyarlılığının sağlanması,

• Sürekli kazıya uygun olmasıdır.


• Tavan ve taban kaplamalarının çabuk yapılmasının gerekmesi,

• Çalışma alanının dar olması şeklinde sıralanabilir.


12

2.4.1.3. Eski Avusturya Yöntemi

Uzunluğu az, kesiti geniş olan tünellerde uygulanan bir yöntemdir. Önce

tavan ve tabanda nakliye galerileri açılır, kazı yukarıdan aşağıya doğru yapılır.

Kaplama ise aşağıdan yukarıya bütün parçalar alındıktan sonra yapılır. Bu yöntem

fazla ağaç tüketimi ve taş duvar kaplamasından dolayı yüksek maliyetlere ulaşır. Son

zamanlarda çelik ya da çelik-ağaç kombinasyonları ve sağlamlaştırma amacıyla

püskürtme beton uygulaması yaygınlaşmaktadır.

Tavan ve taban galerisi her 50-60 metrede bir bacalarla birleştirilerek, taban

galerisi nakliyat amacıyla kullanılır.


• Çalışma alanı fazla olduğundan ekonomik ve hızlı bir yöntemdir,

• Her çeşit jeolojik yapıya ve değişken koşullara uyum sağlayabilir,

• Her galeri açıklığında destekler tabana yerleştirildiğinden yüksek basınçlı

ortamlarda çalışmak emniyetlidir.


• Ağaç tüketimi fazladır,

• Çalışma alanı dardır,

• Taban kaplamasındaki gecikme olumsuz sonuçlar yaratabilir. Kalıcı

kaplamanın gecikmesi, geçici desteklemenin pahalı olmasına ve kaya

sağlamlığının azalmasına neden olur. Bu yöntem kum, çakıl gibi akıcı ve kil

gibi plastik davranışlı kayaçlar dışındaki kayaçlarda başarı ile uygulanır.

2.4.1.4. İngiliz Yöntemi

Bu yöntem tüm özellikleri ile Eski Avusturya Yöntemi’ne benzer. Ancak

Eski Avusturya Yöntemin’den daha az parçalı olduğundan daha sağlam ve az baskılı

kayaçlarda uygulanır. Ayrıca tünel ve enkesitin küçük olduğu durumlarda daha

başarılı olarak çalışır.


13

2.4.1.5. İsviçre Yöntemi

Bu yöntemde önce taban galerisi açılır. Bu galeriler araştırma galerileri gibi

önde ilerler ve nakliyat amacıyla kullanılırlar. Sonra bu taban galerisi tavana kadar

genişletilir. Tavana ulaşıldıktan sonra yan parçalar aşağı doğru alınır. Kaplama

aşağıdan yukarıya doğru yapılır.


• Sağlam kayalarda kazı kolaylığı sağlar,

• Çalışma sahası geniştir.


• Yoğun bir şekilde geçici ağaç tahkimat kullanılır,

• Ağaç tüketiminin yüksek olmasıdır.

2.4.1.6. İtalyan Yöntemi

Çok plastik ve akışkan kayalarda uygulanan, ender bir yöntemdir. Yöntemin

temel prensibi, kazı öncesinde arın ve tünel cidarının rijit plakalarla kaplanmasıdır.

İlerleme sırasında rijit plakalar kaldırılır, kazılan kısımlar rijit plakalarla hemen

yeniden desteklenir. İlerleme oldukça yavaştır. Kalıcı rijit tabakalar ayrıca bir iç

kaplamayla sağlamlaştırılır. Bu yöntem küçük kesitli tünellerde tam kesit şeklinde de

uygulanabilir.

2.4.2. Tam Kesit Yöntemi

Bu tip yöntemlerde öngörülen tünel profili bir defada alınır. Metro tünelleri

gibi deformasyonlara izin verilmeyen ortamlarda kullanılan yöntemlerin en

önemlileri aşağıda verilmiştir.


14

2.4.2.1. Tam Mekanizma Yöntemi

Kazı ve nakliye mekanize olarak yapılır. Destekleme, kazıyı takiben

gerçekleştirilir. Bu yöntem en hızlı tünel açma yöntemidir. Özel araç-gereçlere

gereksinim göstermesi ve ilk yatırım maliyetinin yüksek olması nedeniyle ancak

uzun ve dairesel kesitli tünellerin açımında ekonomik olmaktadır.

Yöntem, elastik davranışlı olan, akma göstermeyen, kolay kazılabilen,

yumuşak veya yarı sert kayaçlarda uygulanma alanı bulur. Son zamanlarda

teknolojinin gelişmesiyle birlikte daha sert kayaçlar kazabilen makineler

kullanılmaya başlanmıştır.

2.4.2.2. Ön Sağlamlaştırma Yöntemi

Pahalı ve çok zaman alan bir yöntemdir. Bu yöntem; akıcı, duray olmayan ve

fazla su içeren kayaçlarla, kaya patlamalarının olduğu yüksek dağ tünellerinin

açılmasında kullanılır. Kazıdan önce dondurma ve enjeksiyon yöntemleri tek tek ya

da beraberce kullanılarak kayanın mekanik sağlamlığı arttırılır. Kaya içindeki suyun

yaratacağı tehlike böylece ortadan kaldırıldıktan sonra kazıya başlanır.

2.4.2.3. Kalkan Yöntemi

Çok plastik ve akıcı kayaçlarda kullanılır. Yeryüzünde olabilecek

deformasyonları önlediğinden, yerleşim merkezlerinin altından geçen tünel ve

metrolarda kullanılabilen bir yöntemdir. Ancak ekonomik bir yöntem olmadığından

diğer yöntemlerin uygulanamadığı durumlarda son çare olarak başvurulur.

Yöntemde kazı sürekli olarak yapılır. Kullanılan kalkan, kazı arını ve tünel

duvarını desteklemektedir. Kalkanın gövdesi, hidrolik baskı pabuçları ile

desteklenirken, ileriye itilen kesici uçlar arasına saplanır. Böylece güvenli bir çalışma

ortamı sağlanır. Destekleme; tünel boyunca, tünel kesiti genişliğinde olan tüp ile

sağlanır. Sağlamlaştırma, diğer yöntemlerdeki gibi yapılır.


15

2.5. Tünel Çeşitleri

2.5.1. Hizmet Tünelleri

2.5.1.1. Kanalizasyon Tünelleri

Şehir içerisine yapılan, atık suların şehir dışına çıkarılması ve arıtma

tesislerine ulaştırılmasında kullanılan tünellerdir. Bu tünellerde en önemli konu

tünelin iç yalıtımının çok iyi yapılmasıdır. Çünkü tünellerden geçen atık suların

içinde bulunan kimyasal maddeler tünel duvarlarına zarar verebilirler. Diğer önemli

bir hususta sızıntının zararlarını önlemektir. Bu nedenle tünel duvarlarında aside

karşı mukavemet kazandıran kimyasal maddeler karıştırılmış tuğla kullanılır. Tünelin

boyutları semtlere göre değişim gösterebilir.

2.5.1.2. Alt Yapı Tünelleri

Büyük yerleşim bölgelerinde enerji, telefon kabloları ve diğer kabloların

yerleştirilmesi, gaz, su ve diğer kamu hizmetlerinin sağlanması için yapılır. Boyutları

genellikle yaya tünelleri kadar olmaktadır. Diğer tünellerden farkı, eğimi çok olan

giriş rampası yerine düşey şaftlar kullanılmasıdır.

2.5.1.3. Enerji ve Su Tünelleri

Hidroelektrik enerji elde etmek amacıyla barajda toplanmış suyun tribün

merkezine nakledilmesi için tüneller yapılır. Su, tam cidara kadar dolu olduğundan

tünelin içerisine büyük su basıncı gelebilir. Bu nedenle dairesel veya at nalı kesitli

tüneller daha uygundur.


16

2.5.2. Ulaştırma Tünelleri

2.5.2.1. Demiryolu Tünelleri

Ulaştırma tünelleri arasında en önemli yeri alırlar. Çünkü demiryolu

kullanımının gelişmesine paralel olarak, tünelcilik tekniklerinde ilerleme

kaydedilmiştir. Demiryolu tünelleri nehir, su kanalları ve boğaz altlarında veya

dağlık bölgelerin içerisinde inşa edilebilir. Tek hatlı demiryollarında 4.5 m ile 6 m

genişlikte, çift hatlı demiryollarında 8 m ile 9 m lik genişlikte açılırlar.

2.5.2.2. Yaya Tünelleri

Gerektiğinde küçük kesitli, eğimi fazla olabilecek şekilde şehir içerisinde,

trafik yoğunluğunun çok sık olduğu yerlere yapılır. Giriş ve çıkışlarda eğim fazla

olursa asansörler kullanılır. Yaya tünelleri genişliği 3 m den, yüksekliği ise 2.50 m

den daha küçük tutulmamalıdır. Şekilleri ise dikdörtgen veya tercihen kemer veya

daire şeklinde olabilir.

2.5.2.3. Metro Tünelleri

Kullanım alanlarına göre otoyol ve ana güzergah üzerinde, yerleşim

bölgelerinin içerisinden geçilmesi durumunda inşa edilirler. Demiryolu tünellerinden

boyutları ile ayrılırlar. Şehir içerisindeki trafik yoğunluğunu azaltmak amacı ile

metro tünelleri hizmete konulmaktadır.

Hızlı ulaşım, metro, raylı sistem, toplu taşımacılık ve benzeri terimler,

genellikle şehir içlerinde raylı bir teknolojiye dayalı ulaşım anlamını taşımaktadır.

Bunların en önemli özellikleri, yüksek sayıda insan taşıyabilmeleri ve sık sefer


17

sayılarıdır. Bu sefer sıklığı için tavsiye edilen on dakikada bir ya da daha sık bir

değerdir. Ayrıca diğer ulaşım yöntemlerinden daha farklı bir kotta yer alırlar.

Dünyanın birçok yerinde genel adı ‘metrodur’. Metro, ‘metropolitan’ veya

‘metropolis’ kelimesinden kısaltılarak kullanılmaktadır. Londra’da ‘underground’

denilmektedir. Kuzey Amerika ve İskoçya’da ‘subway’ olarak kullanılır. Ancak Los

Angeles ve Washington’da ‘metro’ adıyla anılmaktadır. Hızlı ulaşım, şehrin altında,

yüzeyde ya da yükseltilmiş bir seviyede (havai hat) olabilmektedir. Genellikle

şehirlerin merkezlerindeki ağlar yerin altında yapılandırılır. Şehir dışına gidildikçe

yüzey hatlarında artmalar görülür. Ancak günümüzde yeraltı, yüzey ve yükseltilmiş

hatlar şehirlerin içlerinde de çalışmaktadır. Amerika’daki subway ve Amerika

dışındaki underground terimleri, genellikle yerin altındaki toplu ulaşım sistemleri

için kullanılmaktadır. Bazı şehirlerde subway terimi sistemin tamamı için kullanılır

ancak dünyada en sık kullanılan kelime metrodur. Yükseltilmiş hatlarda yapılan hızlı

ulaşım, Chicago’da ‘El’ ya da ‘L’ olarak anılır. İngiltere’de ise Doğu Londra’daki

‘Docklands Light Railway’ (DLR)’de olduğu gibi hafif raylılar yükseltilmiş olmak

zorunda da değildir. Metrolarda kullanılan trenler genellikle insanlar (operatör)

tarafından kullanılır ancak Singapur ve Londra’da bazı hatlar insansız ve tam

otomatiktir. Bunun yanında Londra’da ‘Tube’, Asya ülkelerinde ‘MRT’ (mass rapid

transit), Almanya’da ‘U-Bahn’, İskandinavya’da ‘T-Bane’, Arjantin’de ‘Subte’

kelimeleri kullanılmaktadır (Köksal, 2007).

2.6. Metro İnşaatlarının Dünya’daki ve Türkiye’deki Tarihçesi

Dünyanın en eski metro sistemi olan Londra metrosu, yerin altındaki

tünellerinin şekilleri nedeniyle ‘Tüp’ diye adlandırılır. Londra metrosunda, ilk sefer

10 Ocak 1863’te yapıldı. Metro, 415 km uzunlukta, 274 istasyon sayısı ve 12 aktif

hat ile faaliyet göstermektedir. Her gün 3 milyonu aşkın kişinin ulaşım için

kullandığı Londra metrosunda, platformlar kameralarla izlenmektedir. Toplam

güzergah uzunluğu 415 km olmakla birlikte birçok istasyon birkaç hat tarafından

kullanılmaktadır. Londra metrosundaki hatlara bakıldığında; Circle Hattı, 26.5 km

uzunluğunda olup 36 istasyon bulunmaktadır. Metropolitan Hattı, 65.3 km


18

uzunluğunda olup 34 istasyon bulunmaktadır. Hammersmith & City Hattı, 25.4 km

uzunluğunda olup 28 istasyon bulunmaktadır. District Hattı, 64.5 km uzunluğunda

olup 60 istasyon bulunmaktadır. Northern Hattı, 59.1 km uzunluğunda olup 52

istasyon bulunmaktadır. Central Hattı, 73.3 km uzunluğunda olup 50 istasyon

bulunmaktadır. Waterloo & City Hattı, 2.4 km uzunluğunda olup 2 istasyon

bulunmaktadır. Bakerloo Hattı, 23.6 km uzunluğunda olup 25 istasyon

bulunmaktadır. Piccadilly Hattı, 65.6 km uzunluğunda olup 52 istasyon

bulunmaktadır. Victoria Hattı, 21.3 km uzunluğunda olup 16 istasyon bulunmaktadır.

Jubilee Hattı, 37.2 km uzunluğunda olup 27 istasyon bulunmaktadır. Docklands

Light Railway Hattı, 34 km uzunluğunda olup 40 istasyon bulunmaktadır (Şekil 2.2).

Şekil 2.2. Londra Metrosu (http://www.urbanrail.net)

Kuzey Amerika’daki ilk ulaşım amaçlı tüneller, 1 Eylül 1897’de işletmeye

açılmış olan Boston’daki ‘Yeşil Hat’ adıyla anılan kesimdir. Boston metrosunun ilk

tasarımı dört hat olan ve hafif vagonların çalışacağı iki istasyondan oluşan bir

güzergahtı. Boston metrosunda daha sonradan yapılan inşaat çalışmaları uzun

trenlere göre yapılmıştır. Yeşil hatta hala hafif vagonlar çalışmaktadır. 1901’de ağır

http://www.urbanrail.net)


19

vagonlar diğer hatlarda devreye sokulmuştur. Boston metrosundaki hatlara

bakıldığında; Green Hattı, 36.4 km uzunluğunda olup 65 istasyon bulunmaktadır.

Red Hattı, 33 km uzunluğunda olup 22 istasyon bulunmaktadır. Blue Hattı, 9.5 km

uzunluğunda olup 12 istasyon bulunmaktadır. Orange Hattı, 18 km uzunluğunda olup

19 istasyon bulunmaktadır. Silver Hattı, 1.6 km uzunluğunda olup 3 istasyon

bulunmaktadır (Şekil 2.3).

Şekil 2.3. Boston Metrosu (http://www.urbanrail.net)



20

Paris’in sembollerinden biri haline gelen Paris metrosunun başlangıç hattı 19

Temmuz 1900 yılında, Dünya Fuarı Evrensel Sergisi sırasında törenle açılmıştır.

Toplamda 211 km uzunluğunda olup 16 hatlıdır. Hatlar 1’den 14’e kadar

numaralandırılmış ve iki tane de 3bis ile 7bis adı verilmiş küçük hat mevcuttur.

Bunlar önceleri 3. ve 7. hatların birer kollarıyken daha sonra bağımsız birer hatta

dönüşmüşlerdir. Paris metrosundaki hatlara bakıldığında; 1. Hat, La Defense-

Chateau de Vincennes Hattı 16.6 km uzunluğunda olup 25 istasyon bulunmaktadır.

2. Hat, Charles de Gaulle-Etoile-Nation Hattı 12.3 km uzunluğunda olup 25 istasyon

bulunmaktadır. 3. Hat, Pont de Levallois/Becon-Gallieni Hattı 11.7 km uzunluğunda

olup 25 istasyon bulunmaktadır. 3bis Hattı, Gambetta-Porte de Lilas Hattı 1.3 km

uzunluğunda olup 4 istasyon bulunmaktadır. 4. Hat, Porte de Clignancourt-Porte

d’Orleans Hattı 10.6 km uzunluğunda olup 26 istasyon bulunmaktadır. 5. Hat, Place

d’ltalie-Bobigny/Pablo Picasso Hattı 14.6 km uzunluğunda olup 22 istasyon

bulunmaktadır. 6. Hat, Etoile-Nation Hattı 13.6 km uzunluğunda olup 28 istasyon

bulunmaktadır. 7. Hat, La Courneuve-Villejuif/Mairie d’lvry Hattı 22.4 km

uzunluğunda olup 38 istasyon bulunmaktadır. 7bis Hattı, Louis Blanc-Pre-St.Gervais

Hattı 3.1 km uzunluğunda olup 8 istasyon bulunmaktadır. 8. Hat, Balard-Creteil-

Prefecture Hattı 22.1 km uzunluğunda olup 37 istasyon bulunmaktadır. 9. Hat, Pont

de Sevres-Mairie de Montreuil Hattı 19.6 km uzunluğunda olup 37 istasyon

bulunmaktadır. 10. Hat, Boulogne Pont de St. Cloud-Gare d’Austerlitz Hattı 11.7 km

uzunluğunda olup 23 istasyon bulunmaktadır. 11. Hat, Chatelet-Mairie de Lilas Hattı

6.3 km uzunluğunda olup 13 istasyon bulunmaktadır. 12. Hat, Porte de la Chapelle-

Mairie d’lssy Hattı 13.9 km uzunluğunda olup 28 istasyon bulunmaktadır. 13. Hat,

Asnieres-Gennevilliers/St.-Denis-Chatillon-Montrouge Hattı 24.3 km uzunluğunda

olup 32 istasyon bulunmaktadır. 14. Hat, St-Lazare-Bibliotheque François Mitterrand

Hattı 9 km uzunluğunda olup 9 istasyon bulunmaktadır (Şekil 2.4).


21

Şekil 2.4. Paris Metrosu (http://www.urbanrail.net)

Berlin, Almanya’nın başkenti ve en büyük şehri olarak 3.5 milyon nüfusu ile

Avrupa’nın önemli başkentlerinden biridir. Berlin’de ilk metro 18 Şubat 1902’de

çalışmaya başlamıştır. Berlin metrosundaki hatlara bakıldığında; U1 Hattı,

Uhlandstraße-Warschauer Straße Hattı 8.9 km uzunluğunda olup 13 istasyon

bulunmaktadır. U2 Hattı, Pankow-Ruhleben Hattı 20.7 km uzunluğunda olup 29

istasyon bulunmaktadır. U3 Nollendorfplatz-Krumme Lanke Hattı 12.1 km

uzunluğunda olup 15 istasyon bulunmaktadır. U4 Hattı, Nollendorfplatz-Innsbrucker

Platz Hattı 2.9 km uzunluğunda olup 5 istasyon bulunmaktadır. U5 Hattı,

Alexanderplatz-Hönow Hattı 18.4 km uzunluğunda olup 20 istasyon bulunmaktadır.

U55 Hattı, Hauptbahnhof-Brandenburger Hattı 1.5 km uzunluğunda olup 3 istasyon

bulunmaktadır. U6 Hattı, Alt-Tegel-Alt-Mariendorf Hattı 19.9 km uzunluğunda olup



22

29 istasyon bulunmaktadır. U7 Hattı, Rathaus Spandau-Rudow Hattı 31.8 km

uzunluğunda olup 40 istasyon bulunmaktadır. U8 Hattı, Wittenau-Hermannstraße

Hattı 18.2 km uzunluğunda olup 24 istasyon bulunmaktadır. U9 Hattı, Rathaus

Steglitz-Osloer Straße Hattı 12.5 km uzunluğunda olup 18 istasyon bulunmaktadır

(Şekil 2.5).

Şekil 2.5. Berlin Metrosu (http://www.urbanrail.net)

New York Metrosu Amerika’nın en büyük metrosu olarak 27 Ekim 1904

tarihinde açılmıştır. Toplamda 368 km uzunluğunda olup 468 istasyon bulunmaktadır,

bu istasyonlardan bir kısmı farklı hatlara da hizmet vermektedir. New York metrosu

şehrin trafik yoğunluğunu azaltmada yetersiz kalsa da, önemli bir trafik yükünü

hafifletmektedir (Şekil 2.6).



23

Şekil 2.6. Newyork Metrosu (http://www.urbanrail.net)

Moskova Metrosu 15 Mayıs 1935 yılında hizmete girmiş ve halen dünyanın

en modern metrosu olarak kabul edilmektedir. Metronun istasyonları bir sanat

şaheseri olarak adlandırılmaktadır. 265 km uzunluğunda olup 165 istasyona sahip

Moskova Metrosu iş günlerinde 8-9 milyon arası yolcu taşıma kapasitesi ile

dünyanın en çok yolcu taşıyan metrosu konumundadır. 13 hattı bulunan Moskova

Metrosunun hatlarına bakıldığında; Hat 1, Sokol’nicheskaya (Kirovsko-

Frunzenskaya) Hattı 26.2 km uzunluğunda olup 19 istasyonu bulunmaktadır. Hat 2,

Zamoskvoretskaya Hattı 36.9 km uzunluğunda olup 20 istasyonu bulunmaktadır. Hat

3, Arbatsko-Pokrovskaya Hattı 43.7 km uzunluğunda olup 21 istasyonu

bulunmaktadır. Hat 4, Filyovskaya Hattı 14.9 km uzunluğunda olup 13 istasyon



24

bulunmaktadır. Hat 5, Kol’tsevaya Hattı (ring hat) 19.3 km uzunluğunda olup 12

istasyon bulunmaktadır. Hat 6, Kaluzhsko-Rizhskaya Hattı 37.9 km uzunluğunda

olup 24 istasyon bulunmaktadır. Hat 7, Tagansko-Krasnopresnenskaya Hattı 35.9 km

uzunluğunda olup 19 istasyon bulunmaktadır. Hat 8, Kalininskaya Hattı 13.1 km

uzunluğunda olup 7 istasyon bulunmaktadır. Hat 9, Serpukhovsko-Timiryazevskaya

Hattı 41.5 km uzunluğunda olup 25 istasyon bulunmaktadır. Hat 10, Lyublinskaya

Hattı 20.7 km uzunluğunda olup 12 istasyon bulunmaktadır. Hat 11, Kakhovskaya

Hattı 3.4 km uzunluğunda olup 3 istasyon bulunmaktadır. Hat L1, Butovskaya Hattı

(Hafif Metro) 5.5 km uzunluğunda olup 5 istasyon bulunmaktadır. Hat M1, Monoray

Hattı 4.7 km uzunluğunda olup 6 istasyon bulunmaktadır (Şekil 2.7).

Şekil 2.7. Moskova Metrosu (http://www.urbanrail.net)



25

Ankara Metrosu sistemi 3’ü yapım aşamasında olan 2 tanesi aktif halde

çalışmakta olan 5 hattan oluşmaktadır. Ankara’nın artan ulaşım talebini karşılamak

amacıyla yapımına 7 Nisan 1992 tarihinde başlanan Ankara’nın ilk hafif raylı sistemi

olan Ankaray, 30 Ağustos 1996 tarihinde tamamlanarak AŞTİ-Dikimevi

güzergahında hizmete açıldı. Hat 8.52 km uzunluğunda olup 11 istasyonu

bulunmaktadır.

1997 yılında hizmete giren Ankara Metrosu 1. Aşama Metro olarak

bilinmektedir. Batıkent-Kızılay istikametinde ulaşım sağlayan, Ankara’nın

kullanımda olan metrosudur. Hat uzunluğu 14.66 km uzunluğunda olup 12 istasyonu

bulunmaktadır (Şekil 2.8).

2. Aşama Metro, halk arasında Çayyolu Metrosu olarak bilinmektedir.

Kızılay ile Çayyolu semtini birleştiren, yapımına 2003 yılında başlanan ve inşaatı

devam eden, 16.59 km uzunluğunda, 11 istasyon olarak yapılması planlanmıştır.

3. Aşama Metro, halk arasında Eryaman Metrosu olarak bilinmektedir.

Kızılay ile Törekent semtini birleştiren, yapımına 2001 yılında başlanan ve inşaatı

yasal sorunlar nedeniyle tamamlanamayan bu metronun 1. Aşama Metro Batıkent

istasyonu üzerinden aktarmasız taşıma yapması planlanmaktadır. Bu hat, 17.76 km

uzunluğunda, 12 istasyon yapılması planlanmaktadır.

4. Aşama Metro, halk arasında Keçiören Metrosu olarak bilinmektedir.

Tandoğan-Ulus ile Keçiören ilçesini birleştiren, yapımı halen devam eden bu

metronun, Ankaray’ın Tandoğan istasyonu üzerinden aktarmalı taşıma yapması

planlanmaktadır. Bu hat 9.22 km uzunluğunda, 9 istasyon yapılması planlanmaktadır.

Ankara Metrosu sistemi, 90 saniyelik servis aralıkları ile hareket edebilme,

saatte 80 km hız yapabilme, 108 (36 tren) adet araçla her bir yönde saatte 70.000

yolcuyu taşıma kapasitesine sahiptir.

Güzergâh boyunca sistemdeki max. Eğitim %3’tür. Ana hat 3.4 km lik

köprüyol(viyadük), 7.1 km lik yeraltı delme tüneller, 4.1 km lik açık yarma ve

hemzemin kesimlerden oluşmaktadır. Hat açıklığı 1435 mm olup kaynaklanmış

sürekli raylardan oluşmaktadır. Acil durumlar ve bakım servisleri için tüm ana hat

güzergâhı boyunca bir yürüme yolu bulunmaktadır.


26

Yolcu istasyonlarındaki platform uzunluğu 140 m dir. Altı istasyonda kenar

platform beş istasyonda orta platform ve Kızılay İstasyonu'nda hem kenar hem de

orta platform bulunmaktadır.

Şekil 2.8. Ankara Metrosu

İzmir Hafif Raylı Sistemi 22 Mayıs 2000 tarihinde faaliyete girmiştir.

1. Aşama Üçyol-Bornova arasında 11.6 km uzunluğunda olup 10 istasyon

bulunmaktadır.

2. Aşama Üçyol-Fahrettin Altay arası 5.5 km uzunluğunda, 6 istasyon

yapılması planlanmıştır.

3. Aşama Bornova Merkez ve Otogar bağlantıları, İzmir Metrosunun Ege

Üniversitesi Hastanesi önündeki son istasyondan Bornova merkeze 3.2 km ve

Üniversite, Evka 3, Bornova Merkez ve Halkapınar istasyonundan Kamil Tunca

Bulvarı altından Otogara 4.5 km Halkapınar, Vakıf, Çamdibi, Altındağ, Otogar proje

çalışmaları tamamlanmak üzeredir.


27

4.Aşama Fahrettin Altay - Balçova Dokuz Eylül Üniversitesi Hastanesi arası,

tamamı yeraltında olan 3.75 km uzunluğundaki güzergahta 4 adet istasyon

planlanmıştır.

5.Aşama Üçyol-Buca-9 Eylül Kampusu Güzergah etüdü yapılıyor (Şekil 2.9).

Bunun yanı sıra, Halkapınar İstasyonu’ndan İzmir Büyükşehir Belediyesi

tarafından hazırlanan ve TCDD işbirliği ile yürütülen Aliağa–Menderes hattının

metro standardına yükseltilmesi projesinin tamamlanmasıyla birlikte toplam 97 km

lik etkin bir aktarmalı ulaşım olanağı yaratılacaktır (http://www.izmirmetro.com.tr).

Şekil 2.9. İzmir Metrosu

http://www.izmirmetro.com.tr)


28

İstanbul Metrosu, 12 milyonu aşkın nüfusu ile dünyanın en büyük

şehirlerinden biri olan İstanbul’un trafik sorununu ortadan kaldırmak amacı ile

yapılmaya başlanmıştır. İstanbul Metrosu diğer metrolarda olduğu gibi metro, hafif

metro, banliyö hattı birbiri ile entegre olacak şekilde projelendirilmiş ve yapımı

devam etmektedir. İstanbul’da hafif metro ve metro hatlarına bakıldığında;

Aksaray-Havalimanı Hafif Metro hattı, 19.6 km uzunluğunda olup 18

istasyona sahiptir. 3 Eylül 1989 tarihinde Aksaray-Kartaltepe arasında faaliyete

girmiştir.

Zeytinburnu-Kabataş Hattı, ilk olarak Sirkeci-Aksaray-Topkapı bölümü 1992

tarihinde, Topkapı-Zeytinburnu bölümü Mart 1994 ve Sirkeci-Eminönü bölümü ise

Nisan 1996 tarihinde hizmete açılmıştır. Daha sonra 30 Ocak 2005 tarihinde hat

Kabataş’a uzatılmış ve aynı gün hizmete giren Taksim-Kabataş Funiküler hattı ile

entegre peron yapısı sayesinde Tramvay-Metro ve deniz ulaşımı Kabataş bölgesinde

birbirine bağlanmıştır. Bu hat 13.2 km uzunluğunda olup 24 istasyona sahiptir.

Taksim-4.Levent hattı, 16 Eylül 2000 tarihinde hizmete girmiştir. 31 Ocak

2009’da hattın kuzeyinde Atatürk Oto Sanayi ve güneyinde Şişhane uzantıları hizmet

vermeye başlamıştır. 29 Mart 2010 Taksim-Atatürk Oto Sanayi arasında kesintisiz

hizmete başlamıştır. Bu hat 14.5 km uzunluğunda olup 10 istasyona sahiptir.

Kadıköy-Moda Tramvayı, 1 Kasım 2003 tarihinde hizmete girmiştir. Bu hat

2.6 km uzunluğunda olup 10 istasyon yer almaktadır.

İstanbul’un ikinci modern tramvay hattı olan Zeytinburnu-Güngören-Bağcılar

güzergahı 14 Eylül 2006 tarihinde hizmete girmiştir. Bu tramvay hattı 5.2 km

uzunluğunda olup 9 istasyona sahiptir.

Topkapı-Habibler hattı, 17 Eylül 2007 tarihinde hizmete girmiş olup Şehitlik-

Mescid-i Selam arasında hizmet veren bu hat 18 Mart 2009 tarihinde Edirnekapı-

Topkapı uzantısının hizmete girmesiyle birlikte bu hat 15.3 km uzunluğa ve 7’si

yeraltı olmak üzere toplam 22 istasyona sahiptir (Şekil 2.10).


29

Şekil 2.10. İstanbul Metrosu

Bursa metrosu, BursaRay adı ile 19 Ağustos 2002 tarihinde hizmete girmiş

olup Bursa’nın trafik yoğunluğunu azaltmakta önemli bir yer tutmaktadır. 2 hat

halinde ulaşımı sağlayan Bursa metrosu kuzey hattı, 4.8 km uzunluğunda olup 5

istasyondan oluşmaktadır. Batı hattı, 5.32 km uzunluğunda olup 5 istasyondan

oluşmaktadır. Bu iki hattın devamındaki birleşim Doğu hattını oluşturmaktadır. Doğu


30

hattı, 12.49 km uzunluğunda olup 13 istasyondan oluşmaktadır. Batı hattının

devamındaki üniversite bağlantısı B etabı olarak adlandırılmakta ve B Etabı 5.85 km

uzunluğunda olup 6 istasyondan oluşmaktadır (Şekil 2.11).

Şekil 2.11. Bursa Metrosu

2.7. Kaya Kütlesi Sınıflaması

2.7.1. Kaya Yükü (Terzaghi) Sınıflaması

Terzaghi 1946 yılında, çelik destek sistemlerine uygun olarak geliştirilen ilk

gerçekçi sınıflama yöntemini ortaya koymuştur. Bu önemli bir gelişmeydi çünkü

tünel kazılarında çelik destekler o tarihte 50 yıldır kullanılıyordu. Bu sınıflamadan

bahsederken sınıflamanın amacını iyi vurgulamak gerekiyor. Sınıflama çelik

desteklerle desteklenen tünellerin üzerindeki kaya yüklerini tahmin etmek için

tasarlanmıştır. Püskürtme beton, kaya bulonu gibi yöntemlerin kullanıldığı modern

tüneller için uygun değildir (Çizelge 2.1).


31

Çizelge 2.1. Tünel kazısı ve desteklenmesi için kayaçların sınıflandırılması (Terzaghi sınıflaması)

Sınıf No Fiziksel özellik Açıklama Düşey yük

Hp Desteklenme

Şekli

1 Sağlam ve çatlaksız

Magmatik kayaçlar, tabaka kalınlığı tünel

boyutu yanında önemsiz kalan çökel kayaçlar

0 Kaya bulonu veya geçici

destek

2 Sağlam tabakası veya şistsel

Seyrek eklem ve çatlaklı çökel kayaçlar,çok hafif metamorfizma geçirmiş

şistler

0-0.5B Kaya bulonu veya geçici

destek

3 Tabakasız, orta derecede eklemli

Magmatik, metamorfik çökel kayaçlar orta

derecede eklemli ve çatlaklı, çatlaklar

arasında kuvars ve kalsit gibi bağlayacılar

iyi, kil kötü yönde etkiler.

0-0.25B Kaya bulonu veya geçici

destek

4 Parçalı ve çatlaklı

Makaslama ve fay zonları yakınında

ortalama 10 cm den büyük aralı, parçalı,

çatlaklı kayaçlar

0.25B -

0.35 (B+Ht)

Sık kaya bulunu(2m

aralıklı)veya kalıcı-geçici

destek

5 Çok parçalı ve çatlaklı

Makaslama ve fay zonları yakınında

ortalama 10 cm den ufak aralı çok parçalı,

çatlaklı kayaçlar

0.35-1.10 (B+Ht)

Kalıcı destek ve/veya

püskürtme betonu

6 Tamamen parçalanmış (fakat kimyasal yönden

ayrışmamış)

Tamamen parçalanmış, sıkışmamış, kohezyonu,

çok az, ince daneler haline gelmiş veya kimyasal ve fiziksel

etkilerle belirli bir sürede bu hale gelebilen kayaç

1.10 (B+Ht)

Dairesel kalıcı destek ve püskürtme

betonu,prefabrik kaplama

7 Sıkıştıran (Orta derinlikte)

Killer ve kil mineralleri içeren kayaçlar

(1.10-2.10) (B+Ht)



8 Sıkıştıran (Çok derinde)

Az şişen killer (kaolen minerali)

(2.10-4.50) (B+Ht)



9 Şişen Çok şişen killer

(montmorillonit,bentonit vb.)

4.50 (B+Ht) -75m


betonu, prefabrik kaplama


32

B: Tünelin tabandaki genişliği

Ht: Tünelin yüksekliği

HP: Kaya yükü

• Tünel tavanının su tablası altında bulunduğu varsayılmıştır. Eğer sürekli

olarak su tablasının üzerinde ise sınıf no’su 4,5,6 olanlar için verilen kaya

yükü değerleri % 50 azaltılabilir.

• Kilden türemiş kayaçlar (kiltaşı, siltaşı, şeyl, kayrak, filit, şist,) sıkılaşma,

çimentolama ve metamorfizma derecesine bağlı olarak 2 ile 9 no’lu sınıflar

arasında değişimler gösterebilirler.

• Eğer kumtaşı veya kireçtaşı gibi tabakalar kiltaşı tabakaları ile nöbetleşiyorsa

tünelin iki yanındaki ve tavanın aşağı doğru hareketini kapsayan basınçlar

tünel kazısını etkiler. Bundan başka kiltaşı ile kireçtaşı ya da kumtaşı

sınırındaki kaymaya karşı daha düşük olan direnç tünel tavanı üzerindeki

kemerlenme yapan kaya dayanımını önemli ölçüde azaltır. Bu durumdaki

kayaçlarda tavan basıncı sınıf no 5’teki kadar fazla olabilir.

2.7.2. Kaya Kütlesi Puanlama Sistemi

Jeomekanik kaya kütlesi sınıflama sistemi veya kaya kütlesi puanlama

sistemi (RMR), Bieniawski (1973) tarafından ortaya koyulmuş, daha sonra üzerinde

bazı değişiklikler yapılmıştır. Bu sistem temelde bir sıralama mantığına

dayanmaktadır. Veri olarak jeolojik süreksizlik verilerinin mantık ve rakamsal

değerlerine göre bir puanlama getirerek, elde edilen toplam puan rakamsal değerine

göre, kayacın çok iyi, iyi, orta, zayıf ve çok zayıf diye sınıflandırılmasından ibarettir.

Kaya kütlesi puanlama sisteminde (RMR), kaya kütlesinin geometrik ve

mekanik şartları ile ilgili olarak sadece birkaç temel parametre kullanılmaktadır.

RMR sisteminde bunlar:

• Taze kayanın tek eksenli basınç dayanımı,

• Kaya kalite göstergesi (RQD),

• Süreksizlik açıklığı,

• Süreksizlik yüzeylerinin durumu,


33

• Yeraltı suyu şartları,

• Mühendislik yapısıyla ilgili olarak süreksizliklerin yönelimi.

Bu parametreler kullanılarak elde edilen puanlama Çizelge 2.2’de

gösterilmiştir.

Çizelge 2.2. Kaya kütlesi puanlama sistemi A. Sınıflama Parametreleri ve Puanları

Parametre Değerler Aralığı

1 Taze Kaya

Malzemesinin Dayanımı

Nokta Yük

Dayanım İndisi (Mpa)

>10 10 - 4

4 - 2

2 - 1

Bu düşük aralık için tek eksenli basınç

dayanımı tercih edilir.

Tek Eksenli Basınç

Dayanımı (Mpa)

>250 250

- 100

100 -

50

50 -

25

25 - 5

5 - 1

<1

Puanı 15 12 7 4 2 1 0

2 Karot Kalite Göstergesi RQD (%)

100

- 90

90 -

75

75 -

50

50 -

25 <25

Puanı 20 17 13 8 3

3 Süreksizlik Açıklığı

>2m

2 -

0.6 m

600 -

200 mm

200 -

60 mm

<60 mm

Puanı 20 15 10 8 5

4 Süreksizliklerin Durumu

Çok pürüzlü yüzeyler

devamlı değil, Kapalı-yarık Bozunmamış duvar kayası

Az pürüzlü yüzeyler,

Yarık genişliği

<1 mm, Az bozunmuş

duvar kayası

Az pürüzlü yüzeyler,

Yarık genişliği <1 mm,

Çok bozunmuş

duvar kayası

Çizikli yüzeyler

veya Dolgu

kalınlığı <5 mm veya Yarık

genişliği 1-5 mm Sürekli

Yumuşak dolgu,

kalınlık >5 mm veya

Yarık genişliği >

5mm Sürekli

Puanı 30 25 20 10 0


34

Çizelge 2.2. (Devamı)

5 Yeraltı Suyu

10 m tünel uzunluğu için içeri

akış

Yok <10 10 -

25

25 -

125 >125

(eklem suyu

basıncı)/ (majör asal

gerilme) oranı

0 <0.1 0.1 -

0.2

0.2 -

0.5 >0.5

Genel Şartlar

Tamamen Kuru Nemli Islak Damlama Akma

Puanı 15 10 7 4 0

B. Süreksizlik Şartlarının Sınıflanması İçin Kılavuz Bilgileri

Parametre Puanlama

Süreksizlik Uzunluğu

< 1 m 1-3 m 3-10 m 10-20 m >20 m

6 4 2 1 0

Yarık Genişliği

Yok <0.1 mm 0.1-1 mm 1-5 mm > 5 mm

6 5 4 1 0

Pürüzlülük Çok pürüzlü Pürüzlü Az pürüzlü Düz Çizikli

6 5 3 1 0

Dolgu Malzemesi

Yok Sert dolgu <5 mm

Sert dolgu >5 mm

Yumuşak dolgu

<5 mm

Yumuşak dolgu >5 mm

6 4 2 2 0

Bozuşma

Bozuşmamış Az bozuşmuş

Orta bozuşmuş Çok bozuşmuş Tamamen

bozuşmuş

6 5 3 1 0


35

Çizelge 2.2. (Devamı) C. Süreksizlik Doğrultu ve Yönelimlerinin Tünelcilikteki Etkisi

Doğrultu Tünel Eksenine Dik( >300)

Eğimin Ters Yönde Gerileme Eğimin Ters Yönde İlerleme

Eğim 45-90 Eğim 20-45 Eğim 45-90 Eğim 20-45

Çok Uygun Uygun Orta Uygun Değil

Doğrultu Tünel Eksenine Paralel Doğrultudan Bağımsız

Eğim 20-45 Eğim 45-90 Eğim 0-20

Orta Hiç Uygun Değil Orta

D.Süreksizlik Yönelimleri İçin Puanlama Düzeltmeleri

Süreksizliklerin Yönelimi Çok Uygun Uygun Orta Uygun

Değil Hiç Uygun Değil

Puanlama

Tünel ve Madenler 0 -2 -5 -10 -12

Temeller 0 -2 -7 -15 -25

Şevler 0 -5 -25 -50 -60

E. Toplam Puanlamaya Göre Belirlenen Kaya Kütlesi Sınıf

Puanlama 100-81 80-61 60-41 40-21 <20

Sınıf No I II III IV V

Tanım Çok İyi Kaya İyi Kaya Orta Kaliteli Kaya Kötü Kaya Çok Kötü Kaya

F. Kaya Kütlesi Sınıflarının Anlamı

Sınıf No I II III IV V

Ortalama Kemerlenme

Süresi

15 m açıklık için

20 yıl

10 m açıklık için 1 yıl

5 m açıklık için 1 hafta

2.5 m açıklık için 10 saat

1 m açıklık için 30 dk.

Ortalama Kütlesinin

Kohezyonu(Kpa) >400 400-300 300-200 200-100 <100

Kaya Kütlesinin Sürtünme Açısı(O)

>45 45-35 35-25 25-15 <15


36

Çizelge 2.2’nin A bölümünde, sınıflama parametrelerinin ilk beşi ve bunlarla

ilgili puanlamalar verilmiştir. Buna göre, parametrelerin her biri beş gruba ayrılmış

ve parametrelerin değer aralıkları bu gruplarla belirtilmiştir. Bir kaya kütlesi

değerlendirilirken, parametrelerin bu gruplardan hangisine denk geldiği bulunur ve

sonuçta elde edilen sayısal değerler toplanır.

Çizelge 2.2’nin B bölümünde süreksizlik özellikleri ile ilgili puanlamalar

vardır. Süreksizliklerin yönelimleri C ve D bölümlerinde görüldüğü gibi tüneller ve

madenlerden temellere, temellerden yamaçlara ilerledikçe daha önemli olmaktadır.

Tablonun E bölümünde kaya kütlesi sınıfları çok iyi kayadan çok zayıf

kayaya doğru değişen şekilde verilmiştir. F bölümünde ise; bir önceki E

bölümündeki kaya kütle sınıflarına karşılık gelen kemerlenme süresi ile birlikte kaya

kütlesinin Mohr-Coulomb dayanım parametreleri olan kohezyon ile sürtünme açısı

yaklaşık değerleri verilmiştir.

Yaklaşımın karmaşık kaya kütlelerindeki kullanımının basitliği sayesinde, bu

sınıflama sisteminin ve düşünce yapısının uygulanması ile önemli mühendislik

kazanımları sağlanmıştır. RMR değerlerine bağlı olarak tünel kazılarının ayakta

kalma zamanı Şekil 2.12’de gösterilmiştir.

Şekil 2.12. RMR değerlerine bağlı olarak tünel kazılarının ayakta kalma zamanı


37

Destek yükü RMR sınıflamasından belirlenebilir:

P= ( )100-RMR100 γ B

⋅ ⋅

(2.1)

Burada; P= kaya yükü (kN), B= tünel genişliği(m), γ = kayanın birim hacim

ağırlığı (kgk /m3) dür.

Kaya tünellerinde RMR’ye dayalı destek rehberi Çizelge 2.3’te belirtilmiştir.

Çizelge 2.3. Kaya tünellerinde RMR’ye dayalı destek rehberi

RMR sınıfı

Kazı Destek

Kaya Bulonu Püskürtme Beton Çelik Hasır

81-100 Tam Kesit: 3 m ilerlemeli Destek gerekmez, gereken yerlere lokal bulonlama

61-80

Tam Kesit: 1-1.5 m ilerlemeli, Desteklerin

tamamlanması aynadan 20 m

uzakta

3 m uzunluğunda, 2.5 m aralıklı

lokal bulonlama,

çelik ağ genellikle

gerekir

Gereken yerlere 50 mm

41-60

Üst ayna ve tabanda 1.5-3 m

ilerleme, her bir

patlatmadan sonra ön

destekleme aynanın 10 m

ilerlemesi ile nihai destek

4 m uzunluğunda, 1.5-2 m aralıklı

sistematik bulonlama, Tavan ve

yanlarda çelik ağ

Tavanda 50-100 mm,

Yanlarda 30 mm

21-40

Üst ayna ve tabanda

1-1.5 m ilerleme, aynanın 10 m

ilerlemesi ile destekleme

hemen yapılmalı

4-5 m uzunluğunda, 1-1.5 aralıklı sistematik bulonlama, Tavan ve

yanlarda çelik ağ

Tavanda 100-150 mm,

Yanlarda 100 mm

Gerekli yerlere 1.5 m aralıklı

hafif çelik iksa


38


0-20

Çoklu kazılar Üstte 0.5-1.5 m

ilerleme Kazı ile birlikte

destekler hemen

yerleştirilmeli, Püskürtme beton

patlatmadan sonra mümkün olan en

kısa zamanda

5-6 m uzunluğunda, 1-1.5 aralıklı sistematik bulonlama, Tavan ve

yanlarda çelik ağ

Tavanda 150-200 mm,

Yanlarda 150mm, 50 mm aynada

0.75 m aralıklı ağır çelik iksa

Kesit kapatılmalı

2.7.3. Q Sistemi

Q sınıflama sistemi, 1974 yılında Norveç Jeoteknik Enstitüsü

araştırmacılarından Barton, Lien ve Lunde tarafından ortaya konmuştur. Bu sistemin,

kaya sınıflama sistemi konusunda büyük katkısı olmuştur. Öncelikle,

İskandinavya’da tünellerde gerçekleştirilen 200 ayrı inceleme ve değerlendirmeye

dayanmaktadır.

RMR sistemine benzer şekilde, altı parametreye değerler vererek Q sistemi

geliştirilmiştir. Bu parametreler:

• RQD

• Süreksizlik takım sayısı

• En elverişsiz süreksizliğin pürüzlülüğü

• Ayrışma derecesi veya en zayıf süreklilikteki dolgu

• Su artış miktarı

• Gerilme durumu

Kaya kütlesinin değerini belirten ‘Q’ sayısı (tünelcilik niteliği belirteci)

aşağıdaki formül 2.2 ile tanımlanmıştır:

wr

n a

JJRQDQ=J J SRF

⋅ ⋅ (2.2)

olarak tanımlanır. Burada:

RQD= Kaya kalite göstergesi,

Jn= Eklem takım numarası (süreksizlik takım sayısıyla ilgili).


39

Jr= Eklem pürüzlülük numarası (süreksizlik yüzeylerinin pürüzlülüğü ile

ilgili).

Ja= Eklem ayrışma numarası (süreksizlik yüzeylerinin ayrışma veya bozuşma

derecesiyle ilgili).

Jw= Eklem suyu azalım faktörüdür (süreksizlik içine akan su miktarları ve

süreksizlikteki basınçlarla ilgilidir).

SRF= Gerilme azalım faktörüdür (makaslama zonlarının varlığı, gerilme

konsantrasyonları, sıkışan ve kabaran kayalarla ilgili).

Q değerini bu şekilde sunmanın amacı denklemde verilen üç ana oranın

yorumlanmasında bazı yöntemler geliştirmektir. Barton, Lien ve Lunde Q belirteci

hakkında aşağıdaki görüşleri ileri sürmektedir:

Bu orandan ilki (RQD/Jn) kaya geometrisiyle ilgilidir. RQD/Jn; 100/0.5 üst

değeri ile 100/20 alt değeri arasında değişmekte olup blok boyutlarının kaba bir

ölçüsüdür. RQD’nin artması ve süreksizlik takım sayısının azalmasıyla Q artar.

Süreksizlik takım sayısının azalmasıyla RQD artar ve böylece orandaki pay ile payda

karşılıklı olarak birbirini destekler. Temel olarak bu oranın değeri ne kadar yüksek

olursa, kaya kütlesinin geometrik niteliği de o derece iyidir. RQD’nin

belirlenmesinde geleneksel olarak kullanılan 0.1 metrelik eşik değerinin 3 m-1’den

küçük süreksizlik sıkılık değerlerinden genellikle etkilenmediği belirtilmiştir. Ayrıca,

RQD genel olarak anizotrop bir problem olup anizotropluk henüz dikkate

alınmamıştır.

İkinci oran (Jr/Ja) bloklar arası kaya dayanımı ile ilgili olup, bu oranın yüksek

değerde olması kaya kütlesinin mekanik niteliğinin iyi olduğunu gösterir. Ayrıca

eklem yüzeylerinin ve dolgusunun sürtünme özellikleri ile pürüzlülüğünü temsil

eder. Süreksizlik pürüzlülüğünün artması ile bu oran büyür süreksizlik yüzeyinin

ayrışmasıyla da azalır. Kaya kütlesi içerisindeki farklı süreksizlik takımlarının

pürüzlülükleri ve ayrışma dereceleri farklı olabilir. Bu durumda Q sisteminin en kötü

durumu kullanılır.

Üçüncü oran (Jw/SRF) çevresel bir faktör olup, su basınçları ve akımları,

makaslama zonlarının varlığı, kayadaki sıkışma ile şişme ve analizdeki gerilme


40

durumu ile ilgilidir. Su basıncının veya akım miktarının düşmesi ve ayrıca uygun

kaya kütlesi dayanımının arazi gerilmelerine olan oranlarında bu oran artar.

Bunlardan SRF:

• Killi kayaçlarda ve makaslama zonlarındaki kazılarda gevşeme yükünün,

• Kendi kendini tutabilen kayalarda gerilemenin,

• Kendini tutamayan plastik kayalarda (killerde) ezilme yüklerinin bir

göstergesidir.

SRF, toplam gerilme değişkeni olarak da tanımlanabilir. Jw, etken normal

gerilmeyi azaltarak eklemin makaslama dayanımını azaltan su basıncının bir

göstergesidir. Su bununda ötesinde, kil dolgulu eklemlerde yumuşamaya ve kilin su

ile yıkanıp akarak eklemin boşalmasına neden olabilir. Jw/SRF ifadesi karmaşık

ampirik bir faktör olup etken gerilme koşullarını tanımlar.

Q sisteminin kullanımı RMR sisteminden daha karmaşıktır. Bu nedenle,

Çizelge 2.2’de sistemin içerdiği altı parametreye ait sınıfların tüm aralıkları

gösterilmiştir.

RMR sistemi 0 ile 100 arasında ve Q sistemi de 0.001 ile 1000 arasında bir

sayı verir. Bu yaklaşımlar kullanılarak, sınıflamada sayılar ile tanımlanan sınıflara

göre bir kaya kütle tanımlaması yapılabilir. Örneğin, RMR değeri 62 iyi kayayı;

benzer şekilde Q= 20 değeri iyi kayayı gösterir. RMR değeri beş kalite sınıfı

sunarken, Q sistemi 9 kalite sınıfı ile tanımlanır.

Tanımlanan sınıflamaların ikisi de tünel kazılarında gerekli desteği

hesaplamak üzere geliştirilmiştir. Mühendis, bu sınıflama şemalarını başka

projelerde kullanılırken dikkatli olmalıdır. Bieniawski (1989) RMR sisteminin tüm

tasarım problemlerine cevap olmadığını, geliştirme amacına yönelik olarak

kullanılmasının önemli olduğu belirtilmiştir. Çizelge 2.4’de 6 değişkenin sayısal

değerleri verilmektedir. Bu çizelge incelendiğinde değişkenlerin anlamı daha kolay

anlaşılacaktır.


41

Çizelge 2.4. Q sistemi parametreleri

Açıklama Değer Notlar

Kaya Kalite Göstergesi RQD RQD’nin 10 olarak ölçüldüğü veya rapor edildiği durumda (sıfır dahil), Q’yu değerlendirmede 10 nominal değeri kullanılır.5’lik RQD aralıkları (100,95,90 vb.) yeterince hassastır.

a) Çok kötü 0-25 b) Kötü 25-50 c) Orta 50-75 d) İyi 75-90 e) Mükemmel 90-100

Eklem Takım Numarası Jn

Ara kesitler için (3.0xJn) kullanınız. Portallar için (2.0xJn) kullanınız.

a)Masif, sınıf veya birkaç çatlak 0.5 b)Bir eklem takımı 2 c)Bir eklem takımı ve rastgele 3 d)İki eklem takımı 4 e)İki eklem takımı ve rastgele 6 f)Üç eklem takımı 9 g)Üç eklem takımı ve rastgele 12 h)Dört veya daha fazla eklem takımı, rastgele, ileri derecede çatlaklı’şeker küpü’vs.

15

j)Topraksı, ezilmiş kaya 20 Eklem Pürüzsüzlük Numarası Jr

İlgili eklem takımının ortalama açıklığının 3 m den büyük 1.0 ekle. Lineasyonlar uygun şekilde yönlenmiş olmak koşuluyla lineasyonlu, düzlemsel, çizikli eklemler için Jr= 0.5 kullanılabilir. b den g ye kadar olanlar küçük, diğerleri büyük yapılardır

(i)Kaya duvarı teması - (ii) 10 cm makaslamadan önce kaya

duvarı a)Süreksiz eklem 4 b)Pürüzlü, dalgalanmalı 3 c)Pürüzsüz dalgalanmalı 2.0 d)Çizikli, dalgalanmalı 1.5 e)Pürüzlü veya düzensiz, düzlemsel 1.5

f)Pürüzsüz, düzlemsel 1.0

g)Çizikli, düzlemsel 0.5

(iii)Makaslandığında kaya duvar teması yok -

h)Kaya duvarı temasını önlemeye yeterli kalınlıkta kil minerali içeren zon

1.0

j: Kaya duvarı temasını önleyecek kadar kalın, kumlu, çakıllı veya ezilmiş kaya

1.0


42

Çizelge 2.4. (Devamı) Eklem Ayrışma Numarası Ja Φr

Φr, değerleri ayrışma ürünlerinin mineralojik özelliklerine yaklaşık bir kılavuz bilgi sağlamak amacıyla verilir.

(i)Kaya duvarı teması - - a)Sıkıca kapanmış, sert, yumuşamayan, geçirimsiz dolgu; örnek: kuvars veya epidot

0.75 -

b)Bozunmamış eklem duvarları; sadece yüzeyde lekeler 1 25-35 o

c)Hafifçe ayrışmış eklem duvarları, yumuşamayan mineral kaplamaları, kumlu partiküller, kil içermeyen parçalanmış kaya

2 25-35 o

d)Siltli veya kumlu kil şeklinde kaplamalar, küçük kil fraksiyonu(yumuşamayan)

3 20-25 o

e)Yumuşamayan veya düşük sürtünmeli kil minerali kaplamaları; örnek: kaolonit, mika. Ayrıca klorit, talk, jips, grafit vb.ile az miktarda şişebilen killer (süreksiz giysiler; kalınlık 1-2mm’den az)

4 8-16 o

(ii)10 cm makaslamadan önce kaya duvarı teması - -

f)Kumlu partiküller, kil içermeyen parçalanmış kaya vb. 4 25-30 o

g) Kuvvetlice aşırı konsolide, yumuşamayan kil mineral dolguları (sürekli; kalınlık<5 mm)

6 16-24 o

h)Aşırı konsolidasyon orta veya düşük derece,yumuşayan,kil mineral dolguları(sürekli;kalınlık<5 mm)

8 12-16 o

j)Şişebilen kil dolgulu; örnek: montmorillonit (sürekli; kalınlık <5 mm)Ja değeri, kil boyu partiküllerin yüzdesine, suyun girişine bağlıdır.

8,12 6-12 o

(iii)Makaslandığında kaya duvarı teması yok - -

k)Parçalanmış kaya ve kil zonları veya bantları(kil şartlarının tanımı için bkz.h ve j şıkları)

6,8 veya 8,12

6-24 o

I)Siltli kil zonları veya bantları, az kil fraksiyonu yumuşamayan) 5 -

m)Kalın, sürekli kil zonları veya bantları (kil şartlarının tanımı için bkz.g, h ve j şıkları)

10,13 veya 13,20

6-24 o


43

Çizelge 2.4. (Devamı) Gerilme Azalma Faktörü SRF

İlgili makaslama zonunun kazı yüzeyini sadece etkidiği fakat kesmediği durumda SRF değerlerini %25-50 oranında azaltınız.

Kuvvetli bir anizotrop gerilme alanının bulunduğu durumda (ölçülmüşse): 5≤ σl / σ3 ≤10 olduğu zaman σc ve σt ‘yi 0.8 σc ve 0.8 σt ‘ye düşürür. σ1 / σt >10 olduğu zaman σc ve σt ‘yi 0.6 σc ve 0.6 σt ‘ye düşür.

(i)Tünel kazısında kaya kütlesinin gevşemesine neden olabilecek; kazı yüzeyini kesen zayıflık zonları

-

a)Kil veya kimyasal olarak parçalanmış kaya içeren çok sayıda zayıflık zonu, çok gevşek komşu kaya (herhangi bir derinlikte)

10.0

b)Kil veya kimyasal olarak parçalanmış kaya içeren tek zayıflık zonu (kazı derinliği <50m)

5.0

c)Kil veya kimyasal olarak parçalanmış kaya içeren tek zayıflık zonu (kazı derinliği >50m)

2.5

d)Sağlam kayada(kil içermeyen) çoklu makaslama zonları, gevşek komşu kaya( herhangi derinlikte)

7.5

e)Sağlam kayada (kil içermeyen) tek makaslama zonu, gevşek komşu kaya (kazı derinliği <50 m)

5.0

f)Sağlam kayada (kil içermeyen) tek makaslama zonu, gevşek komşu kaya (kazı derinliği>50 m)

2.5

g)Gevşek, açık çatlaklar, aşırı derecede çatlaklı veya şeker küpü vs. (herhangi derinlikte)

5.0

(ii)Sağlam kaya, kaya gerilme problemleri -

σc / σl σt / σl h) Düşük gerilme, yüzeye yakın 2.5 >200 >13 j) Orta düzey gerilme 1 200-10 13-0.66 k)Yüksek gerilme, çok sıkı yapı (genellikle stabilite için uygun, duvar stabilitesi için uygun olmayabilir)

0.5-2.0 10-5 0.66-0.33

l)Vasat düzeyde kaya patlaması (masif kaya) 5-10 5-2.5 0.33-0.16

m)İleri düzeyde kaya patlaması (masif kaya) 10-20 <2.5 <0.16

(iii) Sıkışan kaya; sağlam olmayan kayanın yüksek kaya basıncının etkisi altında plastik akması

-

- n) Orta derecede sıkan kaya basıncı 5-10

p) İleri derecede sıkan kaya basıncı 10-15


44


Yukarda belirtilen açıklamalar ışığında tünelcilik niteliği belirteci (Q) sayısı

aşağıda verilen 3 değişkenin bir fonksiyonu;

• Blok boyutları (RQD/ Jn)

• Bloklar arası makas dayanımı (Jr / Ja)

• Etkin gerilme (Jw/SRF)

Tünelcilik niteliği belirtecini (Q) kullanarak kazının mekanik davranışını ve

tahkimat gerekip gerekmediğini bulabilmek için Barton, Lien ve Lunde eşdeğer

boyut (De) olarak adlandırdıkları yeni bir kavram tanımlamışlardır. Eşdeğer boyut,

kazı çapının, tavan açıklığının veya kazı yüksekliğinin, kazı tahkimat oranına (ESR)

bölümü olarak tanımlanmıştır. ESR değerleri Çizelge 2.5’te gösterilmektedir.

Çizelge 2.5. ESR değerleri Kazı Tipi

A. Geçici maden kazıları B. Düşey kuyular:

• Dairesel kesitli • Dikdörtgen / kare kesitli

C. Kalıcı maden kazıları, hidrolik santral cebri tünelleri(çok yüksek basınç olanlar hariç), pilot(kılavuz) tüneller, bacalar ve büyük-geniş kazılar için giriş galerileri.

D. Yeraltı depoları, su arıtma tesisleri, tali karayolu ve demiryolu tünelleri, giriş(yaklaşım) tünelleri

E. Yeraltı hidrolik santralleri, ana karayolu ve demiryolu tünelleri, sığınaklar, giriş ağızları, kavşaklar.

F. Yeraltı nükleer santralleri, demiryolu ve metro istasyonları, spor ve halka açık tesisler, yeraltı fabrikaları

ESR 3-5 2.5 2.0 1.6 1.3 1.0 0.8

Eklem Suyu Azalım Faktörü JW Yaklaşık Su Basıncı (kg/cm2) a) Kuru kazılar veya kazı içine minör akış; örnek: yerel olarak 5 l/dak 1.0 <1

d) Çok miktarda akış veya yüksek basınç, eklem dolgularının önemli miktarda yıkanması

0.33 2.5-10

e) Patlatma sırasında son derece yüksek içeri akış veya su basıncı; zamanla azalan türde

0.2-0.1 >10

f) Kayda değer bir azalım göstermeksizin, son derece yüksek içeri akış veya su basıncı

1-0.05 >10


45

Eş değer boyut ile kaya kütlesi kalitesi arasındaki ilişki Şekil 2.13’te

gösterildiği gibidir.

Şekil 2.13. Eş değer boyut-kaya kütlesi kalitesi

eÇapDESR

= (2.3)

Q değerine bağlı kaya kütlesi sınıfı Çizelge 2.6’da gösterildiği gibi

belirlenmektedir.

Çizelge 2.6. Q değerine bağlı kaya kütlesi sınıflaması Q değeri Kaya kütlesi sınıfı

1000-400 Son derece iyi

400-100 Pek çok iyi

100-40 Çok iyi

40-10 İyi

10-4 Orta

4-1 Zayıf

1-0.1 Çok zayıf

0.1-0.01 Çok fazla zayıf

0.01-0.001 Son derece zayıf


46

2.7.3.1. Asgari Bulon Boyları

Bulon uzunlukları kazının boyutlarına (genişlik ve yükseklik) bağlıdır.

Tavanda kullanılan bulonların uzunluğu kazı genişliğine (B), duvarlarda kullanılan

bulonların boyları ise kazı yüksekliğine (H) bağlıdır. Kaya bulonları için asgari

boylar aşağıdaki şekildeki gibi formüle edilebilir;

Tavan için: 2+0.15BL=ESR

(2.4)

Duvarlar için: 2+0.15 HL=ESR

⋅ (2.5)

L, Bulon boyu olup birimi ‘m’ (metre) dir. Tüneller için ESR= 1 alınır.

Bu bağıntılar kullanılarak tünel tip ve kesitlerine bağlı olarak bulun boyları

tespit edilebilir. Burada elde edilecek boylar asgari olup gerekli görülmesi halinde

korozyon ve zeminin yerinde özellikleri dikkate alınarak revize edilmelidir.

2.7.3.2. En Büyük Desteksiz Açıklık

Tünel profilini oluşturan kayaçların desteksiz durma süresi ve buna bağlı

olarak destek gerektirip gerektirmeyeceği veya gerektireceği destek türü, tünel

kazısını yönlendiren en önemli etkenlerden biridir.

Kaya ortamlarda açılan tünellerde desteksiz kazı açıklığı (Bmax) ile kaya kütle

sınıflaması (Q) arasındaki ilişki aşağıdaki formülle ifade edilmektedir;

• 0.4maxB = 2 ESR Q⋅ ⋅ (2.6)

Buna karşılık çapı bilinen bir tünel için kritik Q değeri ise, aşağıdaki şekilde

formüle edilir;

• 2.5KazıAçıklığıQ=

2 ESR ⋅

(2.7)

ESR, kazı destek oranı olup metro gibi ulaşım tünelleri için 1 kabul edilir.


47

2.7.3.3. Desteksiz Kalma Süresi

Grovak-şeyl içinde açılacak tünel kısımları için kendi kendini tutma süresi

genel olarak, ‘ani çökme’ ile ‘72 saat’ arası kabul edilebilir. Kireçtaşları içinde

açılacak tünel kısımlarının kendi kendini tutma süresi ise, 1 hafta ile 1 yıl arasında

değişebilir. Q ve ESR değerleri bilindiğinde tahkimatsız durma açıklığının en yüksek

değeri Bmax 2.6 formülü ile gösterilmiştir.

2.7.3.4. Tavan ve Duvar Destek Basınçları

Metro tünellerinin bu teze konu kesimleri genel olarak az ayrışmış-

ayrışmamış kaya içinde açılmakla beraber, tünel tavanında etkilenme bölgesi içinde,

ağırlıklı olarak orta derecede ayrışmış kaya, kısmen de çok ayrışmış kaya seviyeleri

yer almaktadır.

Kaya içinde açılan tünellerde kalıcı tavan desteği basıncı ile Q arasındaki

ilişki çatlak takımı sayısına bağlı olarak aşağıdaki bağıntılar ile ifade edilir.

Üç ve üzeri eklem takımı halinde;

• 1-3

Tavanr

2P = QJ

⋅ (2.8)

Eklem takımı sayısı üçten az ise

• 11 --1 32

Tavan n r2P = J J Q3

⋅ ⋅ ⋅

(2.9)

Q ve RMR kaya kalitesi göstergeleri arasındaki ilişki aşağıdaki eşitlikte

gösterildiği gibidir:

• Madencilik tünelleri için: RMR=(9 lnQ)+42⋅ (2.10)

• İnşaat tünelleri için: RMR=(10.5 lnQ)+44⋅ (2.11)

Jeolojik dayanım indeksi Çizelge 2.7’de, Önorm B2203 sınıflaması Çizelge

2.8’de verilmiştir.


48

Çizelge 2.7. Jeolojik Dayanım İndeksi

JEOLOJİK DAYANIM İNDEKSİ Kaya kütlesinin yapısı ve yüzey koşulları belirlenerek uygun kutu seçilir, ortalama Jeolojik Dayanım İndeksi (GSI)’nin değeri grafikteki

doğrusal eğrilerden elde edilir.

Süre

ksiz

lik y

üzey

koş

ulu

ÇO

K

pürü

zlü,

Ta

ze a

yrış

mam

ış

İYİ

Düz

, çok

az

ayrış

mış

, de

mir

oksi

t sıv

amal

ı

OR

TA

Düz

,ort

a de

rece

de

ayrış

mış

ZA

YIF

Kay

gan,

sert

vey

a kö

şeli

parç

alar

,dol

guya

sa

hip,

çok

ayr

ışm

ış

ÇO

K Z

AYIF

K

ayga

n, y

umuş

ak k

il do

lgul

u, ç

ok a

yrış

mış

YAPI AZALAN YÜZEY KALİTESİ

Sağlam veya Masif-Kayaç malzemesi veya geniş

aralıklı birkaç süreksizlik içeren masif kaya kütlesi

KA

YA P

AR

ÇA

LRIN

IN K

ENET

LENM

E D

EREC

ESİN

DE A

ZALM

A

90

UYGULANMAZ

Bloklu-Üç kesişen ortagonal süreksizlik setinin

oluşturduğu kübik bloklu, birbirleriyle çok iyi

bağlanmış, örselenmiş kaya kütlesi

80

70

Çok Bloklu- Dört veya daha fazla Süreksizlik setinin kesişmesinden oluşan

köşeli bloklar içeren, kısmen örselenmiş kaya kütlesi

60

50

Bloklu/Örselenmiş- Birbirini Kesen Çok Sayıda Süreksizlik Setinin

Oluşturduğu Köşeli Bloklar İçeren, Kıvrımlanmış ve/veya

faylanmış kaya kütlesi

40

30

Parçalanmış- Köşeli ve yuvarlak kaya parçalarının

bir araya gelmesinden oluşan, birbirlerine bağlanma

dereceleri zayıf, aşırı derecede kırıklı kaya kütlesi

2

0 10

Foliasyonlu/Lamınasyonu/Makaslanmış-İnce laminalı veya foliasyonlu, Zayıf kayaçlar. Diğer süreksizlik setlerine

oranla daha egemen olan sık aralıklı şistozite yüzeyleri

kayaçta bloklanmanın gelişmesini önlemiştir.

UYGULANMAZ


49

Çizelge 2.8. Önorm B2203

Kaya sınıfı Kaya davranışı

A

A1 Stabil Deformasyonlar küçüktür ve çok hızlı azalırlar. Serbest kaya parçaları temizlendikten sonra sökülme olma eğilimi yoktur.

A2 Sonradan Az

Sökülen

Deformasyonlar küçüktür ve çok hızlı azalırlar. Tünel tavanında ve yan duvarların üst kısmında, süreksizlikler ve kaya kütlesi ağırlığından sığ sökülmelerin olma eğilimi vardır.

B

B1 Gevrek Deformasyonlar küçüktür ve çok hızlı azalır. Patlatmadan kaynaklanan kayadaki gevşemeler ve kaya kütlesinin düşük mukavemetli tünel tavanında ve yan duvarların üst kısmında sökülmelere neden olur.

B2 Çok Gevrek

Deformasyonlar hızlı azalırlar. Kaya kütlesinin düşük mukavemetli patlamanın etkisi ile hızla derinlere ulaşan gevşemeler olur. Bu nedenle desteklenmeyen kısımlarda kopmalar meydana gelir.

B3 Taneli Bölünmüş kazıda bile kaya kütlesinde dökülmeler meydana gelir. Kohezyonun az olması ve az çimentolaşma kazının stabilitesinde yetersizliğe neden olur.

C

C1 Baskılı

Yüksek ön gerilmeler kırılgan kaya kütlesince elastik enerji depolanmasına neden olur. Bu enerjinin aniden yer değiştirmesiyle kayada kesme ve kaya yapısının ezilmesi ile birlikte kırılmalar olur. Desteksiz bırakılan kısımlarda fırlayan kayalar fışkırmaya müsaittir. Kaya kütlesindeki kırılmalar derine ulaşır.

C2 Çok Baskılı

Belirgin, uzun süren ve yavaş son bulan deformasyonlar gözlenir. Plastik davranışlı yüksek kohezyonlu kaya kütlelerinde yenilme gözlenir.

C3 Aşırı Baskılı

İlk deformasyonlar yüksektir ve hızlı oluşur, uzun sürer ve yavaş son bulurlar. Derine inen kırılma ve plastik bölgeler gözlenir.

C4 Akıcı Çok az kohezyon ve sürtünme. Kaya kütlesinin az plastik davranışı kısa süre desteksiz bırakılan bölünmüş kazıda bile tünel içine malzeme akışına sebep olur.

C5 Şişen Şişme potansiyelli kil minerali, tuz, anhidrit içeren kaya kütlelerinde su alımıyla meydana gelen hacim artışı sebebiyle gevşemeler olur.


50

3. MATERYAL VE METOD Atakan EMİROĞLU

51

3. MATERYAL VE METOD

3.1. Materyal

3.1.1. İnceleme Alanının Yeri

İnceleme alanı, İstanbul Avrupa yakasında, İstanbul Büyük Şehir Belediyesi

tarafından planlanan ve inşaatı sürmekte olan ‘İstanbul Metrosu 4. Levent-Ayazağa

kesimi, bağlantı hatları ve depo sahası inşaatı’ projesinin devamındaki, Darüşşafaka-

Hacıosman arasındaki ilave kısmı içermektedir. İnceleme alanındaki Darüşşafaka

İstasyonuna gelene kadar tünel güzergâhı, Büyükdere Caddesi Astsubay Orduevi

yanından başlanıp bu bölgede bulunan sık orman altından geçilerek İzzet Baysal

Huzurevi yanında bulunan Darüşşafaka İstasyonuna ulaşmaktadır. Darüşşafaka

İstasyonu, anahat tünelleri Hat 1 Km: 22+805-22+985, Hat 2 Km: 22+823-23+003

arasında kalan arsada inşa edilmiştir. Teze konu olan inceleme alanı Darüşşafaka

İstasyonundan başlayıp istasyonun devamında Büyükdere Caddesi altından geçilerek

Orman Bölge Müdürlüğü önüne ulaşıp buradan Boğaziçi İmar Müdürlüğü ve

Hacıosman korusunun altından geçilerek Hacıosman istasyonuna ulaşmaktadır.

Hacıosman İstasyonu Hat 1: Km 24+128.800-24+328.830, Hat 2: Km 24+168.893-

24+368.903 arasına inşa edilmiştir. Proje alanının yeri Şekil 3.1’de gösterilmektedir.

Çalışma alanına ait uydu görüntüsü ise Şekil 3.2’de verilmektedir.

Teze konu olan tüneller ise Hat 1 Km: 22+805-24+515.487, Hat 2 Km:

22+822.5-24+548.175 arasında inşa edilmiştir.


52

Şekil 3.1. Proje alanının yeri

YENİ ÇALIŞMA ALANI


53

Şekil 3.2. Çalışma alanının uydu görüntüsü

3.1.2. Genel Jeoloji

3.1.2.1. Bölgesel Jeoloji

İstanbul kenti ve yakın çevresi çok faylı ve kıvrımlı Paleozoyik kaya birimleri

ile bunlar üzerinde yer alan düzensiz Tersiyer çökellerinden oluşur (Şekil 3.3 ve 3.4).

Paleozoyik birimler karbonifer ve kretasede magmatik sokulumlar ile

kesilmiştir. Bu magmatizma olayları sırasında kaya birimleri içine yaygın olarak

andezit ve diyabaz daykları yerleşmiştir. İstanbul bölgesinin Paleozoyik temelini,

özellikle Anadolu yakasında yaygın olan ordovisiyen silüriyen ve devoniyen yaşlı

kaya toplulukları ile Rumeli yakasında yaygın olan karbonifer serileri oluşturur.

Ordovisiyen daha ziyade karasal kökenli arkozlardan (Kurtköy formasyonu),

silüriyen kuvarsit (Aydos formasyonu), kumtaşı-kiltaşı ardalanması (Gözdağı

formasyonu) ve kireçtaşlarından (Dolayoba formasyonu) oluşmaktadır. Devoniyen

kaya toplulukları ise kumtaşı-grovak-şeyl ve kireçtaşlarından kuruludur. Özellikle

İstanbul’un batı yakasında yaygın olan Karbonifer serileri ise çamurtaşı-kumtaşı ve

kiltaşı seviyelerinin ardalanması şeklindedir. Ağırlıklı olarak kil ara seviyeli kum ve

killi kumlardan oluşan neojen çökelleri genellikle eski vadi yataklarını doldurmuş,


54

sıkı yerleşmiş akarsu çökelleri görünümündedir (Grup Artson, Geoteknik

Değerlendirme Raporu, 2007).

Şekil 3.3. Bölgesel jeoloji haritası (1) (sarı renk neojen çökelleri, yeşil renk Trakya

(karbonifer), yeşilimsi sarı Baltalimanı (karbonifer), açık kahve renk Büyükada (devoniyen) ve koyu kahve Kartal (devoniyen) formasyonlarını göstermektedir)

Yeni Çalışma Alanı


55

Şekil 3.4. Bölgesel jeoloji haritası (2)

Metro Hattı

Yeni Çalışma Alanı


56

3.1.2.2. Çalışma Alanının Jeolojisi

Tünel güzergahında, Hacıosman Koruluğundaki ormanlık arazide, Tarabya

yolu şevinde ve güzergâhın sonunda Menekşe Sokakta olmak üzere sınırlı yüzey

mostraları mevcuttur. Bu mostraların tümünde devoniyen yaşlı Kartal formasyonuna

ait grovak-şeyl ardalanma serileri bulunmaktadır. Neojen çökellerin varlığı ise daha

ziyade sondaj çalışmaları sonucu belirlenmiştir (Şekil 3.4).

Yüzey ve sondaj verilerine göre, bu teze konu olan metro tünel güzergâhı,

tümü ile devoniyen yaşlı Kartal formasyonundan oluşmaktadır. Sondajlar sırasında

karşılaşılan kireçtaşı ara seviyeli grovak-şeyl ardalanmasının Pendik üyesine, kalın

kireçtaşı kısımlarının ise Kozyatağı üyesine karşılık geldiği düşünülmektedir. Neojen

çökeller güzergâh boyunca yüzeyde pek kalın olmayan yamalar şeklindedir (Grup

Artson, Geoteknik Değerlendirme Raporu, 2007).

3.1.2.2.(1). Neojen Çökeller

Metro tünelleri güzergahının bu kısmında, Neojen çökellere, Orman Bölge

Müdürlüğü civarında ve Boğaziçi İmar Müdürlüğü kuzeyinde iki ayrı yama halinde

rastlanır. Söz konusu bu kesimlerde yapılan TSK 65 ve SK 4, sondajlarında 11.50 m

ile 31 m arasında değişen kalınlıklarda neojen çökelleri kesmiştir.

Neojen çökeller, üst kesimlerde daha ziyade sarı-kahve renkli, ayrışmış

kumlu kil, alt kesimlerde ise ağırlıklı olarak kil ara katkılı kum ve killi siltli

kumlardan oluşur. Birim, Trakya formasyonu üzerinde genellikle sarı renkli, siyah

kayaç ve ayrışmış grovak parçaları ile yuvarlaklaşmış silis çakılları ihtiva eden ince

bir siltli kum-kumlu silt seviyesi ile başlar, üste doğru yeşil kil ara katkılı bej renkli

kum seviyeleri şeklinde devam eder. Genel olarak kumlar açık bej renkli ağırlıklı

olarak kuvars kökenli ve bol mikalı, killer ise sarımsı bej veya yeşil renkli, yaygın

olarak fissürlü ve kayma izlidir (Grup Artson, Geoteknik Değerlendirme Raporu,

2007).


57

3.1.2.2.(2). Kartal Formasyonu

Genel olarak şeyl-grovak ve kireçtaşı ardalanması şeklinde karakterize

edilebilen Kartal formasyonu, proje alanında ince kireçtaşı ara katkılı şeyl-grovak

ardalanması ve kalın kireçtaşı seviyelerinden oluşmaktadır. Birime ait yüzey

mostralarına, kısıtlıda olsa, Orman Bölge Müdürlüğü karşısındaki ormanlık arazide

ve Ata Caddesi dolayında rastlanır. Şeyl-grovak ardalanması bazen grovak baskın

(ince şeyl, kalın grovak seviyeleri), bazen de şeyl baskın (ince grovak, kalın şeyl

seviyeleri) kesimler şeklindedir.

Şeyller orijinal halde koyu-mavimsi gri renkli, ayrıştıklarında zeytin grisi-

grimsi sarı renkler alır. Ayrılma yüzeyleri genellikle mikalıdır. İnce grovak

tabakaları ve kireçtaşı laminaları ile ardalanma karakteristiktir. Grovaklar da şeyler

ile aynı renklere sahip olup kötü boylanmış ve bol mikalıdır. Her iki seviyede belli

ölçülerde karbonat içerir. Kireçtaşları koyu gri renkli, biyomikritten biyosparite

kadar değişen bir bileşime sahip olup bazı kesimlerde kristalleşme ve

dolomitleşmeye maruz kalmıştır. Birim yüzeyde önemli ölçüde ayrışmaya

uğramıştır. Sondajlarda tamamen ayrışmış kesime ait kalınlık 6 m ile 30 m arasında

tespit edilmiştir.

Metro tünellerinin, Hat 1: km 23+100 ile Hat 1: km 24+515 arasında, Kartal

formasyonuna ait sırası ile Hat 1: km 23+100-23+180 arası: grovak baskın, şeyl-

grovak ardalanması, km 23+180-23+320 arası: Kireçtaşı, km 23+320-23+930 arası:

grovak baskın, şeyl-grovak ardalanması, km 23+930-24+120 arası: şeyl baskın,

şeyl-grovak ardalanması, km 24+120-24+300 arası: grovak baskın, şeyl-grovak

ardalanması, km 24+300-24+515 arası: Kireçtaşı andezit ve diyabaz daykları kaya

seviyeleri geçilmiştir (Grup Artson, Geoteknik Değerlendirme Raporu, 2007).

3.1.2.2.(3). Andezit ve Diyabaz Daykları

Kaya birimleri birçok noktada dayk şeklindeki magmatik kayalar tarafından

kesilmiştir. Daykların bir kısmı andezit bir kısmı ise diyabaz bileşimindedir.

İnceleme alanında karşılaşılan ve kalınlıkları 10 cm ile 2-3 m arasında değişen


58

daykların genellikle parçalanmış zayıf kaya zonlarında yer almaları ve fay hatlarına

benzer şekilde kabaca doğu-batı gidişli olmaları dikkat çekicidir.

Yüzeye yakın kesimlerde dayklar çoğunlukla ayrışmış olup sarımsı kahve

renkli, orta ayrışmış kesimlerde açık gri yeşilimsi ve beyaz benekli, ayrışmamış

kısımlarda ise açık gri-yeşilimsi renklerde gözlenir (Grup Artson, Geoteknik


3.1.2.3. Yapısal Jeoloji

Yüzeydeki kalın ayrışma nedeni ile yapısal unsurlar hakkında yeterli bilgi

edinilememiştir. Buna karşın sondajlarda sıkça andezit sokulumlarına eşlik eden, fay

zonlarına özgü kayma yüzeyli, ezik seviyeler geçilmiştir. Öte yandan sondaj

verilerinin korelasyonu sırasında kaya birimlerinin fiziksel ve litolojik özellikleri

bakımdan uyumsuzluklar gözlemlenmiştir. Bununla birlikte Darüşşafaka Metro

İstasyonu alanının güney sınırında karbonifer birimleri ile devoniyen birimleri

dokanağının faylı olduğu, bu fayın güneye eğimli normal bir fay olduğu

gözlemlenmiştir. Yine Kartal formasyonunun kireçtaşı seviyesi ile şeyl-grovak

ardalaşma seviyeleri sınırında sonradan andezit daykının yerleştiği bir fay zonu

olduğu belirlenmiştir. Kireçtaşı seviyelerinin kabaca K25B doğrultulu ve güneybatı

yönde 60°- 70°, şeyl-grovak seviyelerinin ise K70B doğrultulu ve kuzeybatı yönde

50° ile 80° arasında değişen eğimlere sahiptir.

Kaya birimleri genel olarak çok yaygın biçimde kıvrımlı ve kırıklı (faylı)

olmanın yanı sıra, sıkça yumuşak dolgulu makaslanma zonları ile paralanmış-

milonitleşmiş fay zonları bulundurur. Öte yandan yer yer ince-orta kalınlıklı, kabaca

doğu-batı doğrultulu ve düşeye yakın eğimli andezit-diyabaz daykları ile kesilmiştir.

Dayklar genellikle fay gibi yapısal süreksizlikleri izlemiştir.

Sondajlarda tespit edilen ani tabaka değişimleri ile litoloji ve ayrışma düzeyi

değişimleri muhtemel fay zonları olarak yorumlanmaktadır. Sondaj verilerinde de

belirlendiği gibi güzergâh boyunca çok sayıda fay ile karşılaşılmıştır. Sondajlar arası

mesafe (100-130 m) dikkate alındığında sondajlarla belirlenen faylar dışında, başka

faylar ile de karşılaşılmıştır. Bölgenin tektonik geçmişi dikkate alındığında fayların


59

farklı nitelikte (doğrultu atımlı, eğim atımlı veya oblik) ve çok değişik geometrilerde

oldukları belirlenmiştir.

Orman Bölge Müdürlüğü karşısındaki arazide gözlemlenebilen Kartal

formasyonu K70B doğrultulu ve kuzeybatı yönde 50° ile 80° arasında değişen

eğimlere, metro hattının Tarabya yolunu kestiği kısımda ise tabakalar genel olarak

batı-kuzeybatı yönde 40-70 derece eğime sahiptir (Grup Artson, Geoteknik


3.1.3. Mühendislik Jeolojisi

3.1.3.1. Proje Alanında Yer Alan Zemin ve Kaya Tabakalarının Mühendislik

Özellikleri

Metro tünelleri güzergahının bu kısmı tümü ile devoniyen yaşlı grovak-şeyl

ve kireçtaşlarından oluşan Kartal formasyonu içinde inşa edilmiştir. Güzergah

boyunca yüzeyde yamalar halinde bulunan neojen çökeller, 30 metreye ulaşan

kalınlığına rağmen tünel kotlarına kadar inememektedir. Yüzeyde ayrıca yer yer

önemsiz kalınlıkta suni dolgular bulunmaktadır. Kaya birimleri üzerinde tamamen

ayrışma ürünü kalın bir örtü tabakası mevcuttur.

Suni dolgu, neojen çökeller ve kaya birimlerinin tamamen ayrışmış kesimleri

‘zemin’, çok, orta derecede ve az ayrışmış veya ayrışmamış kesimleri ise ‘kaya’

olarak isimlendirilmiştir.

İnceleme alanındaki mühendislik özellikleri açısından 3 farklı zemin ve 3

farklı kaya biriminde 8 farklı kaya seviyesi belirlenmiştir. Litolojik bakımdan esas

olarak 3 farklı kaya birimi bulunmakla birlikte, farklı ayrışma seviyeleri dolayısı ile

her kaya birimi kendi içinde farklı mühendislik özelliklere sahip 2-3 seviye

halindedir. Bu nedenle kaya birimlerinin 8 farklı başlık altında değerlendirilmesine

gerek duyulmuştur. Söz konusu zemin tabakaları-kaya tabakaları (birimleri) şu

şekilde sıralanabilir; zemin tabakaları; katı-kumlu kil tabakası, orta sıkı kum-siltli

kum tabakası, tamamen ayrışmış kaya seviyesi. Kaya birimleri, grovak kaya birimi;

çok ayrışmış grovak seviyesi, orta derecede ayrışmış grovak seviyesi, az ayrışmış


60

veya ayrışmamış grovak seviyesi. Kireçtaşı birimi; çok ayrışmış kireçtaşı seviyeleri,

orta derecede ayrışmış kireçtaşı seviyesi, az ayrışmış veya ayrışmış kaya tabakaları.

Şeyl kaya birimi; orta derecede ayrışmış şeyl seviyesi, az ayrışmış veya ayrışmamış

şeyl seviyeleri. Her seviye, mühendislik açıdan aşağıda ayrı ayrı değerlendirilmiştir

(Grup Artson, Geoteknik Değerlendirme Raporu, 2007).

3.1.3.1.(1). Zemin Tabakaları

Neojen çökeller ile birlikte ‘tamamen ayrışmış kaya’ tabakası da zemin

tabakaları içinde ele alınmıştır.

3.1.3.1.(1).(a). Katı Kumlu Kil Tabakası

Neojen çökellerin yüzeye yakın, 3-5 m kalınlığındaki ayrışmış kısımlarını

oluşturan bu tabaka, sarı-kahvemsi-bej (sütlü kahve) renkli, ağırlıklı olarak kumlu kil

bileşimindedir. Tabakaya ait arazi ve laboratuar verileri Çizelge 3.1’de gösterilmiştir


Çizelge 3.1. Katı kumlu kil tabakası arazi ve laboratuar verileri

Özellik % Derece

Penetrasyon Direnci N30 7–10

Çakıl Oranı 0

Kum Oranı 25-45

Kil+Silt Oranı 55-75

Likit Limit 62-63

Plastik Limit 16-20

Plastisite İndisi 43-46


61

Yukarıdaki verilere göre bu tabaka, yüksek plastisteli katı kumlu kil, olarak

sınıflandırılabilir. Yüzeyde yer alan bu tabakaya tünel kazısı sırasında

karşılaşılmayacaktır (Grup Artson, Geoteknik Değerlendirme Raporu, 2007).

3.1.3.1.(1).(b). Orta Sıkı Kum-Siltli Kum Tabakası

Sarı bej renkli, belirgin şekilde mika ve silt katkılı ince-orta taneli kumdan

oluşan tabaka, alt kesimlerinde yaygın şekilde kayaç parçaları ve yuvarlak çakılar

ihtiva eder. Tabakaya ait arazi ve laboratuar verileri Çizelge 3.2’de verilmiştir (Grup


Çizelge 3.2. Orta sıkı kum-siltli kum tabakasına ait arazi ve laboratuar verileri

Parametreler Minimum Maksimum

Penetrasyon Direnci N30 13 26

Çakıl Oranı % 0 16

Kum Oranı % 50 78

Kil+Silt Oranı % 27 34

Yukarıdaki verilere göre bu tabaka orta sıkı siltli kum olarak sınıflandırılabilir


3.1.3.1.(1).(c). Tamamen Ayrışmış Kaya

Güzergâhta yer alan tüm kaya birimlerinin yüzeye yakın kısmını oluşturan bu

tabaka, sarı kahve, yeşilimsi sarı renkli, ağırlıklı olarak kayaca ait ilksel dokunun

korunduğu, kalıntı kayaç parçaları ile köken litolojiye bağlı kil-silt veya silt-kum

matriks malzemeden oluşur. Yüzeye iyice yakın kesimlerde ayrışma çok ileri düzeye

vararak kayaca ait doku tamamen kaybolmuş ve yaygın killeşme meydana gelmiştir.

Buna karşın nispeten derin kısımlarda, kayaç tümü ile ayrışmış olmasına karşın genel


62

olarak kayaca ait doku belirgin veya kaya kütle halinde korunmuş, elle

parçalanabilir, kof kaya niteliğindedir.

Ayrışmış kaya, litolojiye bağlı olarak kendi içinde killi kumlu kil veya çakıllı

killi (veya siltli) kum olmak üzere iki kısımda ele alınabilir. Genel olarak kil ve silt

dane boyu bileşen baskındır. Yüzeye yakın 5-6 m kalınlığındaki kesim daha fazla

ayrışmış olmanın etkisi ile düşük penetrasyon, buna karşın yüksek plastisite

değerlerine, alt kesimler ise nispeten daha yüksek penetrasyon direnci ve düşük

plastisite değerlerine sahiptir. Tamamen ayrışmış kaya seviyesine ait SPT N30, dane

boyu dağılım ve kıvam değerleri aşağıdaki Çizelge 3.3’de verilmiştir (Grup Artson,

Geoteknik Değerlendirme Raporu, 2007).

Çizelge 3.3. Tamamen ayrışmış kaya seviyesine ait arazi ve laboratuar verileri

Parametre Minimum Maksimum

Penetrasyon Direnci N30 üst 4 50

Penetrasyon Direnci N30 alt 10 >50

Çakıl Oranı % 0 29

Kum Oranı % 1 65

Kil+Silt Oranı % 24 99

Likit Limit % 32 75

Plastik Limit % 15 35

Plastisite İndisi % 10 57

*Ortalama N değeri hesaplamasında >50 değerleri= 50 kabulü yapılmıştır.

Genelde, düşük-orta plastisite değerlerine sahip olmakla birlikte bazı

kesimlerde illit-montmorolonit türü killeşmeler dolayısı ile yüksek plastisite

değerleri ile karşılaşılmıştır.

Yukarıdaki verilere göre tamamen ayrışmış kaya tabakasının üst 5-6 m

kalınlığındaki kesimi mühendislik açıdan orta sıkı-sıkı çakıllı killi kum veya çok katı


63

kumlu kil, alt kesimleri ise sıkı killi siltli kum veya sert kumlu kil olarak

sınıflandırılabilir (Grup Artson, Geoteknik Değerlendirme Raporu, 2007).

3.1.3.1.(2). Kaya Birimleri

Metro tünelleri güzergâhının bu kısmının tümü ile devoniyen yaşlı grovak,

şeyl ve kireçtaşı gibi litolojilerin ardalanmasından oluşan Kartal formasyonu içinde

inşa edileceği yukarıda belirtilmiştir. Bu farklı litolojideki birimler arasındaki sınırlar

bazen normal tedrici geçişli, bazen de faylıdır.

Söz konusu litolojik birimler, yüzeyden itibaren tünel kotlarına kadar farklı

düzeyde ayrışmaya uğramıştır. Aşağıda her litolojik (grovak, kireçtaşı ve şeyl)

birime ait farklı ayrışma seviyeleri ile ilgili Jeomekanik ve mühendislik özelliklere

ayrı ayrı değinilmiştir.

Bu kapsamda her seviye ile ilgili elde edilen veriler derlenerek CSIR (RMR)

ve GSI sistemlerine göre değerlendirilmiş ve sınıflandırılmıştır. CSIR(RMR)

sınıflandırması Bieniawski 1989’a göre yapılmıştır. Değerlendirmede yeraltı su

seviyesi 5 (nemli, düşük basınçlı su sızıntıları), süreksizlik yönelim düzeltmesi ise –5

(orta) puan kabul edilmiştir. Bu durumda kısmen güvenli tarafta kalmak üzere GSI =

RMR89+5 kabulü yapılmıştır (Grup Artson, Geoteknik Değerlendirme Raporu,

2007).

3.1.3.1.(2).(a). Grovak Kaya Birimi

Tünel kazısının önemli kısmını (% 50 den fazlası) oluşturan grovak kesimi

esas olarak grovak-çamurtaşı ve az oranda bunlarla ardalanan şeyl seviyelerinden

oluşur. Hat 1, km 23+000-23+165, km 23+340-23+925 ile km 24+125-24+300

aralığında karşılaşılan grovak baskın kesim, ayrışma düzeylerine göre (tamamen

ayrışmış kesim hariç) üç seviye halindedir. Grovak biriminin yer aldığı kısımlarda

tamamen ayrışmış kaya seviyesi altında, 5-10 m arasında değişen kalınlıkta çok

ayrışmış kaya seviyesi, bunun altında orta derecede ayrışmış kaya seviyesi, daha altta

ise az ayrışmış veya ayrışmamış kaya seviyeleri bulunur. İlksel rengi gri-koyu gri


64

olmasına karşın çok ayrışmış kesimlerde sarı-kahve, orta ayrışmış kesimlerde zeytin

yeşili-gri, az ayrışmış veya ayrışmamış kesimlerde ise orijinal gri-koyu gri renklidir.

Çok ayrışmış grovak seviyeleri; Sarı kahve renkli, genelde sık kırıklı-

parçalı olan bu kesimde çatlaklar genellikle hafif dalgalı, kil dolgulu, düz veya hafif

pürüzlüdür. Bu kısma ait ortalama karot ve mukavemet verileri ile bu veriler ve diğer

gözlemsel veriler birlikte derlenerek RMR ve GSI açısından yapılan değerlendirme

sonuçları Çizelge 3.4’de gösterilmiştir. Çok ayrışmış grovaklara ait tipik karot

durumu Şekil 3.5’de verilmiştir (Grup Artson, Geoteknik Değerlendirme Raporu,

2007).

Çizelge 3.4. Çok ayrışmış grovak seviyelerine ait karot-mukavemet verileri ile RMR-GSI değerleri

Parametreler Ortalama

Toplam Karot Verimi (TCR) 50

Solid Karot Verimi (SCR) 30

Kaya Kalite Tasarımı (RQD) 5

Serbest Basınç Dayanımı (MPa) 10

Kaya Kütle Oranı (RMR) 18

Jeolojik Dayanım İndeksi (GSI) 23

Şekil 3.5. Çok ayrışmış grovaklara ait tipik karot durumu


65

Orta derecede ayrışmış grovak seviyeleri; Zeytin yeşili-gri renkli, genelde

orta-sık kırıklı, yer yer parçalı olan orta derecede ayrışmış grovak kesiminde,

çatlaklar genellikle sıkı, hafif dalgalı ve az pürüzlüdür. Bu kısma ait ortalama karot

ve mukavemet verileri ile bu veriler ve diğer gözlemsel veriler birlikte derlenerek

yapılan RMR ve GSI değerlendirme sonuçları Çizelge 3.5’de gösterilmiştir. Orta

derecede ayrışmış grovaklara ait tipik karot durumu Şekil 3.6’da gösterilmektedir


Çizelge 3.5. Orta derecede ayrışmış grovak seviyelerine ait karot-mukavemet verileri ile RMR-GSI değerleri






Nokta Yük İndisi Ic50 (MPa) 3.74

Doğal Birim Hacim Ağırlık nγ (gr/cm3) 2.55

Doygun Birim Hacim Ağırlık nγ (gr/cm3) 2.75



Orta derecede ayrışmış grovak kesimi Jeomekanik (mühendislik) sınıflama

açısından zayıf kaya’ya karşılık gelmektedir.


66

Şekil 3.6. Orta derecede ayrışmış grovaklara ait tipik karot durumu

Az ayrışmış-ayrışmamış grovak seviyeleri; Gri-koyu gri renkli, genelde

orta-sık kırıklı yer yer parçalı, yer yer seyrek kırıklı olan bu grovak kesiminde

çatlaklar genellikle sıkı, hafif dalgalı ve orta düzeyde pürüzlü olup kil dolgusu pek

yoktur. Bu kısma ait ortalama karot ve mukavemet verileri ile diğer gözlemsel

verilerle birlikte derlenerek yapılan RMR ve GSI değerlendirme sonuçları Çizelge

3.6’da verilmiştir. Az ayrışmış-ayrışmamış grovaklara ait tipik karot durumu Şekil

3.7’de gösterilmektedir.


67

Şekil 3.7. Az ayrışmış-ayrışmamış grovaklara ait tipik karot durumu


68

Çizelge 3.6. Az ayrışmış-ayrışmamış grovak seviyelerine ait karot-mukavemet verileri ile RMR-GSI değerleri











Az ayrışmış-ayrışmamış grovak kesimi Jeomekanik (mühendislik) sınıflama

açısından zayıf kaya’ya karşılık gelmekle birlikte önemli bir kısmı orta kalite kaya

vasfındadır (Grup Artson, Geoteknik Değerlendirme Raporu, 2007).

3.1.3.1.(2).(b). Kireçtaşı Kaya Birimi

TSK 65, SK 1, SK 11 ve SK 12 sondaj verilerine göre metro tünelleri

güzergâhının km 23+160-23+320 ile km 24+300-24+515 (etap sonu) arasındaki

kesimlerinin kireçtaşı seviyeleri içinde bulunmaktadır.

Kireçtaşı birimi tünel güzergâhlarında, tamamen ayrışmış örtü tabakası

altında, 2-13 m arasında değişen kalınlıkta (ortalama kalınlık 7.5 m) düzensiz şekilde

çok-orta derecede ayrışmış kesimlerden, daha altta ise az ayrışmış veya ayrışmamış

kesimlerden oluşmaktadır. Tüneller daha ziyade ayrışmamış seviyeler içinde

kalmaktadır. Çok-orta derecede ayrışmış kesimlerin birbirleri ile düzensiz (iç-içe)

sınır oluşturmaları dolayısı ile aşağıda bu iki kesim birlikte ele alınmış ve ortak

değerlendirilmiştir (Grup Artson, Geoteknik Değerlendirme Raporu, 2007).


69

Çok-orta derecede ayrışmış kireçtaşı seviyeleri; Çok ayrışmış kesimler

mavi-sarı renkli, genelde sık kırıklı-parçalı, erime izli, toprak dolgulu kısımlardan,

orta derecede ayrışmış kesimler ise yukarıda sıralanan özelliklerin nispeten daha iyi

konumda olduğu, ayrışmamış kaya kısmının ayrışmış, erimiş kaya kısmına oranla

daha fazla olduğu kesimlerden oluşur. Çok ayrışmış kesimlerde çatlaklar genellikle

dolgulu, orta derecede ayrışmış kesimlerde ise dalgalı, yer yer kil dolgulu, dolgusuz

kısımlar ise hafif pürüzlüdür. Bu kısma ait ortalama karot ve mukavemet verileri ile

bu veriler ve diğer gözlemsel veriler birlikte derlenerek yapılan RMR ve GSI

değerlendirme ve sınıflandırma sonuçları Çizelge 3.7’de verilmiştir. Çok-orta

derecede ayrışmış kireçtaşlarına ait tipik karot durumu Şekil 3.8’de gösterilmektedir


Çizelge 3.7. Çok ayrışmış kireçtaşı seviyelerine ait karot-mukavemet verileri ile RMR-GSI değerleri








Çok-orta derecede ayrışmış kireçtaşı kesimi Jeomekanik (mühendislik)

sınıflama açısından zayıf kaya’ya karşılık gelmektedir.


70

Şekil 3.8. Çok-orta derecede ayrışmış kireçtaşlarına ait tipik karot durumu

Az ayrışmış-ayrışmamış kireçtaşı seviyeleri; Grimsi mavi-açık mavi renkli

genelde seyrek, yer yer sık kırıklı, yer yer ise masif olan az ayrışmış veya

ayrışmamış kireçtaşı kesiminde, çatlaklar genellikle sıkı, dalgalı, pürüzlü ve

dolgusuzdur. Bu kısma ait ortalama karot ve mukavemet verileri ile diğer gözlemsel

veriler birlikte derlenerek yapılan RMR ve GSI değerlendirme ve sınıflandırma

sonuçları Çizelge 3.8’de verilmiştir. Az ayrışmış-ayrışmamış kireçtaşlarına ait tipik

karot durumu Şekil 3.9’da verilmiştir (Grup Artson, Geoteknik Değerlendirme

Raporu, 2007).


71

Çizelge 3.8. Az ayrışmış-ayrışmamış kireçtaşı seviyelerine ait karot-mukavemet verileri ile RMR-GSI değerleri











Az ayrışmış-ayrışmamış kireçtaşı kesimi Jeomekanik (mühendislik) sınıflama

açısından iyi kaya’ya karşılık gelmektedir (Grup Artson, Geoteknik Değerlendirme

Raporu, 2007).

Şekil 3.9. Az ayrışmış-ayrışmamış kireçtaşlarına ait tipik karot durumu


72

3.1.3.1.(2).(c). Şeyl Kaya Birimi

SK 7 ve SK 8 sondajlarının yapıldığı Hat 1, 23+930-24+130 kilometreleri

arasında yer alması beklenen şeyl birimi ağırlıklı olarak şeyl, daha az oranda ise

grovak, kumlu kireçtaşı ve çörtlü kireçtaşı seviyelerinin ardalanması şeklindedir.

Tamamen ayrışmış kaya kısmı altında 5-6 m kalınlığındaki kesim orta derecede

ayrışmış, daha altta ise sondaj derinliklerine kadar az ayrışmış veya ayrışmamış kaya

seviyelerinden oluşur. Şeyl bölgesindeki tünel güzergahının tümü ile az ayrışmış-

ayrışmamış kaya içinde kalması beklenir (Grup Artson, Geoteknik Değerlendirme

Raporu, 2007).

Orta derecede ayrışmış şeyl seviyesi; Esas olarak gri-koyu gri renkli olan

şeyler, boz renkli, grovak-çörtlü kireçtaşı ara seviyeleri ile ardalanır. Genel olarak sık

kırıklı-çok parçalıdır. Şeyl kesimlerde çatlaklar genellikle sıkı, düzlemsel ve düzdür,

grovak- kumlu kireçtaşı ve çörtlü kireçtaşı seviyelerinde ise nispeten dalgalı ve

pürüzlüdür. Bu kısma ait ortalama karot ve mukavemet verileri ile diğer gözlemsel

veriler birlikte derlenerek yapılan RMR ve GSI değerlendirme sonuçları Çizelge

3.9’da verilmiştir. Orta derecede ayrışmış şeyl seviyelerine ait tipik karot durumu

Şekil 3.10’da verilmiştir (Grup Artson, Geoteknik Değerlendirme Raporu, 2007).

Şekil 3.10. Orta derecede ayrışmış şeyl seviyelerine ait tipik karot durumu


73

Çizelge 3.9. Orta derecede ayrışmış şeyl seviyelerine ait karot-mukavemet verileri ile RMR-GSI değerleri









Orta derecede ayrışmış şeyl kesimi Jeomekanik (mühendislik) sınıflama

açısından zayıf kaya’ya karşılık gelmektedir.

Az ayrışmış-ayrışmamış şeyl seviyeleri; Gri-koyu gri renkli, genelde orta-

sık kırıklı yer yer parçalı olan şeyl kesiminde çatlaklar genellikle sıkı, dolgusuz, hafif

dalgalı ve orta düzeyde pürüzlüdür. Bu kısma ait ortalama karot ve mukavemet

verileri ile diğer gözlemsel veriler birlikte derlenerek yapılan RMR ve GSI

değerlendirme sonuçları Çizelge 3.10’da verilmiştir. Az ayrışmış-ayrışmamış şeyl

seviyesine ait tipik karot durumu Şekil 3.11’de verilmiştir. Az ayrışmış-ayrışmamış

şeyl kesimi Jeomekanik (mühendislik) sınıflama açısından zayıf kayaya karşılık

gelmekle birlikte bazı kesimleri orta kalite kaya vasfındadır. (Grup Artson,



74

Çizelge 3.10. Az ayrışmış-ayrışmamış şeyl seviyelerine ait karot-mukavemet verileri ile RMR-GSI değerleri









Şekil 3.11. Az ayrışmış-ayrışmamış şeyl seviyesine ait tipik karot durumu


75

3.1.3.2. Fay Zonlarında Mühendislik Özellikleri

Güzergah boyunca çok sayıda fay zonundan geçilmiştir. Fayların doğrultu ve

eğimleri genel olarak doğu batı doğrultulu, andezit dayklarının eşlik ettiği normal

faylardan oluşmaktadır. Ayrışma, breşleşme ve killeşmenin yaygın olduğu bu

zonların zayıf da olsa su taşıdıkları ve önemli stabilite problemlerine yol açtıkları

görülmüştür. Tünel kazısı hangi birim içinde olursa olsun, fay zonlarında en kötü

zemin koşullarına göre projelendirilmeli ve desteklenmelidir. Bu kesim için

aşağıdaki kaya verileri öngörülmüştür (Grup Artson, Geoteknik Değerlendirme

Raporu, 2007).

• Kaya Kalite Tasarımı (RQD)= 0

• Serbest Basınç Dayanımı (MPa)= 10 kg/cm2

• Kaya Kütle Oranı (RMR)= 13

• Jeolojik Dayanım İndeksi (GSI)= 18

3.1.3.3. Karst Problemi

Boşluk anlamına gelen ‘karst’ asidik suların etkisi ile eriyebilen karbonat

kökenli (kireçtaşı, marn, dolomit ve jips gibi) kayalarda suyun kayacı eritmesi

sonucu oluşur. Başlangıç evresinde genellikle kayaçtaki eklem ve diğer süreksizlik

düzlemlerine karşıt gelişir. Bu aşamada karstlaşma geometrisi dikkatli araştırmalarla

belirlenebilir niteliktedir. Ancak karstlaşmanın ileri düzeye ulaştığı aşamalarda son

derece gelişi güzel bir geometrinin şekillenmesi dolayısı ile karstlaşma geometrisinin

belirlenmesi oldukça zordur.

Kartal formasyonunun kireçtaşı kesimlerinde yaygın olarak önemsiz erime

izlerine rastlanmıştır. Darüşşafaka İstasyonun kabaca güneybatı köşesinde yapılan

İSK 8 sondajında ise 3.5 m yüksekliğinde karstik boşluk tespit edilmiştir. Bu

kesimde yalnızca bir adet sondaj yapılmış olması dolayısı ile karstik boşluğun yatay

yöndeki yayılımı konusunda bilgi edinilememiştir. Bu nedenle söz konusu sondajda

karşılaşılan karstik boşluğun eriyerek genişlemiş bir kaya çatlağı mı yoksa yatay

yönde de gelişmiş geniş bir karst (mağara) mı olduğu kesin olarak bilinmemektedir.


76

Başta bu karstın tespit edildiği kısımda olmak üzere, istasyon tünellerinin

kireçtaşı içinde açılan bölümünde, kazı tabanından itibaren asgari tünel genişliğine

eşit kalınlıktaki zemin kesitinin prospeksiyon sondajları ile taranarak mevcut karstik

boşluğun düşey ve yatay yöndeki yayılımı, karstik boşluklar tespit edilerek gerekli

önlemler (dolgulama vb.) alınmıştır (Grup Artson, Geoteknik Değerlendirme Raporu,

2007).

3.1.3.4. Yeraltı Suyu Durumu

Tünel güzergahında yer alan grovak ve şeyler geçirimsiz veya az geçirimlidir.

Kireçtaşları, kırıklı ve erime boşluklu oldukları üst kesimlerde geçirimli-çok

geçirimli, genellikle az kırıklı veya masif oldukları tünel kotları civarında ise az

geçirimli kabul edilebilirler. Kaya birimleri üzerinde yer alan neojen çökeller

ağırlıklı olarak kumlardan kurulu olup kaya birimi üzerinde asılı akifer niteliğindedir.

SK sondajlarında yapılan 12 adet basınçlı su testi (BST) deneyinde iki tanesi

hariç diğer tüm deneylerde Emilme Katsayısı (Leugeon) 1 değerinin altında

(geçirimsiz) elde edilmiştir. Kireçtaşı içinde yer alan SK 12 sondajında 47-52

metreler arasında yapılan BST deneyinde emilme katsayısı 1.35 Leugeon (az

geçirimli) bulunmuştur. Yine kireçtaşı kesimi içinde daha önce yapılmış olan TSK

65 sondajında yapılan BST de ise Leugeon birimi 0.27 (geçirimsiz) ile 25 (geçirimli)

arasında değişim göstermiştir. İSK 12 sondajında yapılan 2 adet basınçlı su testi

deneyinde, kayanın aşırı kırıklı olması nedeni ile sızdırmazlık contasının

tutturulamaması nedeni ile deney yapılamamıştır. Şeyl-grovak kesimlerinde kalan

İSK 10 ve İSK 11 numaralı sondajlarda yapılan BST deneylerinde Leugeon birimi

0.58 (geçirimsiz) ile 3.9 (az geçirimli) arasında, kireçtaşı kesimi içinde açılan İSK 9

sondajında yapılan deneylerde ise 29 ile 52 (çok geçirimli) arasında değişim

göstermiştir.

Sondajlarda yeraltı su seviyesi 4.5 m ile 37.5 m arsında değişen derinliklerde

ölçülmüştür (Çizelge 3.11). Su seviyesinin yüksek ölçüldüğü kuyular genellikle

neojen çökellerde veya düşük kotlarda kalmaktadır. Arazi kotlarına göre

düzenlendiğinde yeraltı su kotunun +80 ile +113.78 kotu arasında değiştiği


77

görülmektedir. Çizelgeden görüleceği üzere metro tünellerinin bu teze konu olan

kesiminde, yeraltı su seviyesi, tünel tavanı üstünde 0-40 m arasında değişen

yüksekliklerde yer almaktadır (Grup Artson, Geoteknik Değerlendirme Raporu,

2007).

Çizelge 3.11. Sondaj kuyularına ait yeraltı su seviyeleri, tünel tavanı ve arazi kotları ile karşılaştırılması

Sondaj No

Kuyu Kotu (+)

Yeraltı Su Seviyesi (m)

Yeraltı Su Kotu (+)

Tünel Tavanı Üstünde Beklenen Su Kalınlığı

İSK 8 101.5 18.5 83.00 0

İSK 9 103.6 15.00 88.60 3.5

İSK 10 107.10 14.00 93.10 11

İSK 11 113.06 12.00 101.06 18.00

İSK 12 114.00 13.00 101.00 17.00

TSK 64 120.50 11.00 109.50 16.40

TSK 65 121.00 12.40 108.60 18.00

SK 1 124.43 19.25 105.18 24.60

SK 2 126.05 22.00 104.05 25.00

SK 3 126.45 24.00 102.45 26.00

SK 4 127.78 14.00 113.78 40.80

SK 5 119.24 23.00 96.24 24.80

SK 6 113.79 22.50 91.29 22.80

SK 7 102.25 11.00 91.25 21.20

SK 8 97.56 4.50 93.06 24.00

SK 9 108.97 10.20 98.77 28.80

SK 10 113.93 21.50 92.43 24.00

SK 11 124.19 37.50 86.69 17.60

SK 12 99.12 19.50 79.62 12.00

Yukarıdaki veriler ışığında, kireçtaşı seviyeleri dışında, metro tünelleri

güzergâhında yer alan diğer kaya birimlerinin ağırlıklı olarak geçirimsiz-çok az

geçirimli oldukları, dolayısı ile kayda değer yeraltı suyu taşımadıkları söylenebilir.

Kireçtaşlarının tünel tavanı üzerinde yer alan kesimleri açık çatlaklı ve erime

boşluklu olup geçirimli-yüksek geçirimli, tünel kotları civarında yer alan kesimleri

ise az çatlaklı ve masif olup az geçirimli-geçirimsizdir. Bu durumda, güzergâhta


78

kireçtaşları bulunmasına rağmen tünel kazısı sırasında önemli sayılabilecek bir

yeraltı suyu problemi ile karşılaşılmamıştır. Ancak arazinin çok faylı olması dolayısı

ile özellikle kireçtaşlarında olmak üzere geçirimli üst bölgeler ile tünel güzergahını

birleştiren fay hatlarında dikkate değer yeraltı suyu sızıntıları ile karşılaşılabilir.

Tünel gibi yeraltı kazılarında genel olarak fay, volkanik dayk vb. zayıflık zonlarında,

alışılagelmişten farklı olarak su sızıntısı ve akışları ile karşılaşılabildiği, söz konusu

bu kesimlerin aynı zamanda potansiyel duraysızlık bölgeleri olduğu bilinmektedir.

Bununla birlikte fay, andezit daykı zonları, kireçtaşı seviyeleri ile SK 7-SK 8

sondajı arasında yer alan dere tabanı civarındaki fay ve buradaki litolojik değişim

sınırlarında da alışılagelmişten bir miktar daha fazla yeraltı suyu ile karşılaşılabilir.

Yine SK 3 ile SK 4 sondajı arasındaki muhtemel fayın üstteki Neojen çökelleri de

etkilemiş olabileceği ve bu kesimden de su sızıntılarının fazla olması beklenir (Grup


3.1.3.5. Gaz Durumu

Çalışma konusu tünel etabının içinde açıldığı paleozoyik yaşlı kayaçlarda,

gerek sedimantolojik çökelim koşulları ve litolojik bileşimleri, gerekse geçirmiş

oldukları tektonik ve magmatik süreçler açısından herhangi bir gaz tehlikesi ile

karşılaşılmamıştır. Tünel güzergâhının Hat 1 Km 23+925-24+120 arası kesiminde

yer alan şeylerin, çok net olmasa da organik malzeme katkıları dolayısı ile bir miktar

gaz üretme potansiyelleri meydana gelmiştir (Grup Artson, Geoteknik


3.1.3.6. Deprem Durumu

Proje alanında bilinen herhangi bir aktif fay mevcut değildir. Bu çalışmalar

sırasında da bu türden bir bulguya rastlanmamıştır. Proje alanına en yakın aktif fay

Marmara Denizi tabanında yer aldığı bilinen Kuzey Doğu Anadolu fayıdır. Söz

konusu fayın proje alanına olan mesafesi 30 km dolayındadır (Şekil 3.12).


79

Şekil 3.12. Deprem kaynağı Kuzey Anadolu Fayının Marmara Denizi içindeki Konumu (Grup Artson, Jeoteknik Değerlendirme Raporu, 2007)

Proje alanı Bayındırlık ve İskân Bakanlığı tarafından 1998 yılında yayınlanan

Deprem Bölgeleri Haritasına göre 2. derece deprem bölgesinde kalmaktadır (Şekil

3.13). Bu deprem bölgesine göre ilgili deprem yönetmeliği ‘Etkin Yer İvme

Katsayısının’ A0 = 0.30-0.40 arasında alınmasını tavsiye etmektedir.

Şekil 3.13. İstanbul ili deprem bölgeleri haritası.(Afet İşleri Genel Müdürlüğü, 2007)

Proje Alanı

Proje Alanı


80

Metro tünellerinin bu etabında tüneller tümü ile az ayrışmış-ayrışmamış

grovak-kireçtaşı- şeyl türü sedimanter kaya seviyeleri içinde yer almıştır. Söz konusu

kaya seviyeleri A1 zemin grubuna dâhil edilebilir. Bu durumda afet bölgelerinde

yapılacak yapılar hakkında yönetmeliğe göre metro tünelleri güzergâhının bu teze

konu kısmı için yerel zemin sınıfı Z1’e kabul edilebilir. Z1 yerel zemin sınıfı için

yukarıda anılan yönetmelik Spektrum Karakteristik Periyotlarının aşağıdaki şekilde

alınmasını tavsiye eder.

• TA= 0.10 saniye

• TB= 0.30 saniye

Genel olarak, derine inildikçe zemin koşullarının iyileşmesi nedeni ile

deprem ivmesinin küçüldüğü, dolayısı ile tünellerin yer üstü yapılarına göre çok daha

güvenli oldukları, bununla birlikte sığ tünellerin derin tünellere oranla depremden

daha çok etkilendikleri bilinmektedir (Grup Artson, Geoteknik Değerlendirme

Raporu, 2007).

3.1.3.6. Kazılabilirlik

Şeyl-grovak kaya birimlerine ait RQD değerleri 0 ile 43, tek eksenli basınç

dayanım değerleri 150 ile 300 kg/cm2, hakim çatlak aralığı ise 3-10 cm aralığında

değişim göstermektedir. Bu veriler dikkate alındığında, bu iki kaya biriminin ağırlıklı

olarak klasik kazı yöntemleri ile kazılabileceği, az bir kesiminde ise kazı güçlüğü

çekilebilineceği söylenebilir.

Kireçtaşlarında ise RQD değerleri 30 ile 65, tek eksenli basınç dayanımı 400

ile 500 kg/cm2, baskın çatlak aralığı ise 10 cm ile 150 cm arasında değişim

göstermektedir. Buna göre kireçtaşı kesimlerinin kazısı önemli ölçüde patlatma

gerektirebilir (Grup Artson, Geoteknik Değerlendirme Raporu, 2007).


81

3.1.4. Geoteknik Değerlendirme

Normal koşullarda Hat-1 ve Hat-2 tünelleri birbirine paralel 32 m mesafede A

tipi tüneller şeklinde planlanmıştır. Ancak makas, istasyon ve benzeri yapılar

dolayısı ile tüneller arasındaki mesafe çoğu zaman 32 metrenin altına düşmekte veya

iki tünel bitişik inşa edilmektedir. Yine bu nedenle tünel tipleri A, T, C ve P arasında

değişim göstermektedir.

Tünel derinlikleri lokal olarak değişkenlik göstermekle birlikte genelde 30 ile

50 m arasında değişim gösterir. Güzergah boyunca yapılan sondaj verilerine göre

tünellerin, tümü ile grovak-kireçtaşı-şeyl ardalanması şeklindeki az ayrışmış-

ayrışmamış kaya birimleri içinde inşa edilmiştir. Yeraltı su seviyesi tünel tavanı

üstünde 12-40 m yukarıda tespit edilmiştir.

Bu teze konu olan hat 1 ve hat 2 tünel güzergâhları başlangıçta kabaca kuzey-

güney doğrultuda Büyükdere Caddesini izlerken, Boğaziçi İmar Müdürlüğü binaları

hizasından itibaren kuzeydoğuya dönerek, ormanlık arazi içinden Tarabya Caddesini

dik kesecek şekilde geçerek buradaki yerleşim alanı altında son bulmaktadır.

Güzergâh üzerinde kritik sayılabilecek bir yapı göze çarpmamıştır. Tünelin asgari 30

m derinlikten (yapılaşmış alandaki asgari derinlik 40 m dolayındadır) geçiyor olması

dolayısı ile yapılaşma üzerinde olumsuz bir etki oluşturmadığı belirlenmiştir (Grup


Darrüşşafaka Metro İstasyonu (Hat 1: km 22+805-22+985 ve hat 2: km

22+822.5-23+002.5); İstasyon kısmında altta P tipi delme tüneller, yüzeyde ise

çeşitli merdiven-bağlantı tünelleri ile diğer yardımcı üniteler inşa edilecektir.

İstasyon alanında yüzeyde katlı otopark ve sosyal tesis (evlendirme dairesi, kültür

merkezi vb) inşası düşünülmektedir.

Hat 1: km 23+100-23+650 ve Hat 2: km 23+140-23+690 arası; Metro

tünellerinin Büyükdere Caddesini izlediği bu aralıkta, delme tüneller klasik A tipi

tüneller şeklinde olup, tüneller arası mesafe 15 ile 28 m arasında, tünel üstündeki

örtü kalınlığı ise 35 m ile 51 m arasında değişim gösterir. Tünel güzergahı boyunca

Büyükdere Caddesi dışında başkaca yapı mevcut değildir.


82

Güzergahın bu kısmı boyunca yüzeyde kalın ayrışma yanı sıra yersel olarak

neojen çökeller bulunmaktadır. Ancak tünel kazıları tümü ile az ayrışmış-ayrışmamış

grovak-kireçtaşı seviyesi içinde kalmaktadır. SK 2 sondaj verilerine göre Hat 1 km:

23+460 ile 23+520 ( Hat 2: km 23+430-23+480 arası) aralığında aşırı kırıklı bir zon

geçilmiştir. Bu zonun varlığı SK 2 sondajlar ile önceden tespit edilmiştir.

Tüneller üst yarı-alt yarı şeklinde, gerekli yerlerde üst ve alt yarılar da kendi

içinde bölünerek açılmıştır. Fay zonu vb. aşırı kırıklı kesimlerde kazı öncesinde tünel

tavanı ve yanları jet-grout veya enjeksiyonlu sürenler ile emniyete alınmış, birincil

destekler geciktirilmeden yerleştirilmiştir. Bu etapta yer alan kireçtaşları az kırıklı-

masif yapıda olup tünel kazısı sırasında gevşetme amaçlı veya doğrudan kazı amaçlı

olarak patlayıcı kullanılmıştır (Grup Artson, Geoteknik Değerlendirme Raporu,

2007).

Hat 1: km 23+650-23+132 ve Hat 2: km 23+690-24+170 arası; Bu kesimde

tüneller Büyükdere Caddesinden ayrılıp kuzeydoğu yönde Boğaziçi İmar

Müdürlüğünün bulunduğu ormanlık arazi altından devam eder. Başlangıçta A tipi

tünel şeklinde olmakla birlikte, ilerleme yönünde önce T, sonra C, tekrar T, C,A

şekillerinde devam edip Hat 1 : Km 24+132 ve Hat 2 Km 24+170 de Hacıosman

Metro İstasyonuna (P tipi tünel) ulaşır. Bu aralık içinde tünel et kalınlığı 20 m ile 55

m arasında değişim gösterir.

Bu aralıkta yapılan SK 4, 5, 6, 7 ve 8 sondaj verilerine göre tünel inşasının

önemli ölçüde az ayrışmış-ayrışmamış grovak seviyesi içinde, daha az oranda ise

yine az ayrışmış-ayrışmamış şeyl seviyeleri içinde gerçekleşmesi yeraltı su

seviyesinin tünel tavanı üzerinde 20-40 m yukarda yer almıştır.

Özellikle buradaki şeyl seviyelerinde olmak üzere kaya biriminin yaygın

olarak kırıklı ve kıvrımlı olduğu görülmüştür. Bu kesimde de çok sayıda fay ile

karşılaşılması, yine özellikle şeyl içinde kalan fay zonlarında aşırı kırıklılık ve su

sızıntıları dolayısı ile tünel kazısı sırasında stabilite sorunları yaşanmıştır (Grup


Hacıosman Metro İstasyonu (Hat 1: km 24+132–24+312, Hat 2: km

24+170–24+350); İstasyon kısmında altta P tipi delme tüneller, yüzeyde ise çeşitli

merdiven-bağlantı tünelleri ile diğer yardımcı üniteler inşa edilmiştir. İstasyon


83

alanında yüzeyde Tarabya yolu dışında herhangi mühendislik yapısı mevcut

değildir.İstasyon alanının güneybatı ucunun kabaca şeyl-grovak sınırına, kuzey

ucunun ise kabaca grovak-kireçtaşı sınırına karşılık gelmiştir.

İstasyon alanında tünel et kalınlığı 28 ile 55 m arasında değişim gösterir.

Yüzeyde kaya birimlerinin tamamen ayrışması sonucu oluşmuş kalın bir örtü

tabakası mevcuttur. İstasyon alanında yeraltı su seviyesi topoğrafik duruma bağlı

olarak 4.50 ile 37.50 m arasında değişen derinliklerde ölçülmüştür. Delme tünel

üzerindeki suya doygun kalınlık 17-24 m arasında değişim göstermektedir.

Delme tünel kazıları sırasında sert kireçtaşı seviyeleri ile karşılaşılması

halinde, kazı sorunları yaşanmıştır. Her iki uçta karşılaşılması muhtemel fay

zonlarında alışılagelmişten fazla su sızıntıları ve stabilite problemleri ile

karşılaşılmıştır. Delme tüneller üst yarı-alt yarı şeklinde açılmış, gerekli kısımlarda

üst ve alt yarı da kendi içinde bölünüp açılmıştır. Yüzeydeki kazıların ağırlıklı olarak

tamamen ayrışmış, kısmen de çok ayrışmış kaya içinde gerçekleşmiştir (Grup


Hat 1: km 24+312–24+515, Hat 2: km 24+350–24 + 548; Bu aralıkta A tipi

tüneller inşa edilmiştir. Tünel güzergâhı tümü ile yerleşim alanı altından

geçmektedir. Tünel örtü (et) kalınlığı 38 m ile 56 m arasında değişim gösterir.

Tünellerin ağırlıklı olarak az kırıklı, kısmen masif kireçtaşı içinde açılmıştır. Tünel

kazısı sırasında gevşetme amaçlı veya doğrudan kazı amaçlı olarak patlayıcı

kullanılmıştır.Gerek tünel et kalınlığı ve zemin özellikleri, gerekse yüzeydeki yapı

özellikleri dolayısı ile tünel kazısının yüzey yapılarını olumsuz etkilememiştir. Tünel

kazısının patlama yapılan kısımlarında kullanılan patlayıcı miktarı, yapılara zarar

vermeyecek şekilde tasarlanmış, patlatmalar sırasında ivme, parçacık hız ve yer

değiştirme verileri ölçülmüştür.Bu aralık, tektonik süreksizlikler ve volkanik dayk

zonlarındaki zayıflamış kaya koşulları ve kireçtaşı biriminin kazılabilme güçlüğü

dışında genel olarak iyi zemin koşullarına sahiptir (Grup Artson, Geoteknik



84

3.2. Metod

3.2.1. Yeni Avusturya Tünel Açma Yöntemi

Tünelcilikte yeni bir anlayışın ortaya çıkmasına yol açan ‘Yeni Avusturya

Tünel Açma Yöntemi’(NATM) özellikle çürük taş ve zeminlerde diğer yöntemlere

göre büyük başarı göstermiştir. Bu yöntem, tünelin kendini, açıldığı kaya ortamına

taşıtma ilkesine dayanmaktadır. Açılan bu boşlukta, boşluğu çevreleyen yan taşlarda

ortaya çıkan yeni kuvvetlerin kontrolü ile seçilen tahkimatın uygulanması bu

yöntemin ana unsurlarındandır. Koruyucu tahkimat olarak adlandırılan destek,

zeminin dengelenmesini sağlar. Zemini taşımak için kaya bulonları, püskürtme beton

ya da beton kaplama ve invert betonu ile tahkimatın diğer bölümleri oluşturulur.

Tahkimatın ikinci bölümünde, beton içi kemer oluşturmadan önce, dış

kemerin dengeye ulaşmasına özen gösterilir. Bu yöntem diğer tünel açma

yöntemleriyle birlikte de uygulanabilir. NATM kaya stabilizasyonunu masif kayada

kubbeli bir kemer meydana getirerek ve kayanın tabii mukavemetinin koruyarak

sağlar. Bu amaçla, kazıdan hemen sonra kaya yüzeyine örgü-tel donatımının üzerine

basınçlı hava ile çabuk donan püskürtme beton tatbik edilir, çevreleyen kayaya, kaya

bulonları ve ankrajlar yerleştirilerek zamana bağlı deformasyonlar kaydedilir.

Son tünel kaplaması, genellikle ilk püskürtme kaplamadan su geçirmez bir

membran ile korunan donatısız betondan oluşur. Drenaj doku örtüsü bu membranı

korur ve drenaj için bir geçiş sağlar. Membranın alt ucunda da drenaj kanalları suyu

toplar.

NATM, esasen bir kaya sınıflama sistemi olmayıp, tünel inşası sırasında

yeraltı yapılarının deformasyonlarını gözleyen ve yük altındaki kaya kütlesinin

prensiplerini içeren bir yaklaşım ya da felsefedir.

Bu nedenle NATM kesin olarak belirlenmiş kazı ve tahkimat sistemlerini

içermemektedir. En duyarlı ve ekonomik tahkimat elde edilmesi için tahkimatın

sürekli gözden geçirilmesi ve kaya hareketlerinin gözlenmesi esas olmak kaydıyla

tünelcilik ve kazı yöntemlerinin hepsi kullanılabilir. Bu özellik NATM’ı bir

yöntemden çok bir felsefe yapan özelliktir. Yöntem; özellikle zayıf zeminlere adapte


85

edilen, ince bir püskürtme beton tabakasıyla yüzey sağlamlaştırması yapılan, kaya

bulonları yardımıyla sağlamlaştırılan ve mümkün olduğu kadar kısa bir süre içinde

ters kemer betonu ile kaplanan yeni bir tünelcilik yöntemidir.

Tünelciliğin çok karışık işlemlerinin olmasından dolayı her jeolojik

formasyona uyum sağlayabilen yöntem en iyi yöntem olacaktır. En uygun yöntem

başlangıçta tünele etki eden bütün çevresel koşullar ve tünelin çevreye olan

etkilerinin mutlaka hesaba katılarak seçilmesi gerekmektedir.

Avantajları:

• Çok değişik zemin şartlarına uyumludur,

• Farklı en ve kesitlere kolaylıkla ve esnek olarak uygulanabilir,

• Gerekli tahkimat boyutlandırmasında ekonomik olarak optimizasyon

sağlanabilir,

• Kısa ve küçülmüş bölümlere ekonomik uygulamalar yapılabilir,

• Tam kesit galeri açma makineleri ile kombinasyonları kolaydır.

Dezavantajları:

• Yeraltı suyunun altında uygulanması ek ölçümlerle olabilir,

• İlerleme oranı nispeten küçük olduğu için önemli artışlar sağlanmaz,

• Personel eğitilmesi, pratik kazandırılması kolay değildir,

• Projeyi yaptıran ve yapan açısından anlaşma ve risk dağılımı zordur,

• Otomasyon olanağı sınırlıdır,

• Yöntemin materyallerinin kalitesi yüksek olmalıdır.

3.2.1.1. Yeni Avusturya Tünel Açma Yönteminin Ana İlkeleri

Tünelcilikte devrim yaratan bu yöntemin en önemli ilkesi, kayanın

duyarlılığının kaplamanın kalınlığına bağlı olmayıp, çeşitli faktörlere bağlı

olduğudur. Bu faktörler kayanın ilk sağlamlığının korunması, kayanın kendini tutma

süresinin tespiti, desteklemenin zamanında ve kazıyı takip edecek şekilde yapılması

gibi faktörlerdir.


86

NATM’ı karakterize eden prensipler belirlenmiştir. Bu prensiplerin herhangi

birini terk edilmesi durumunda yöntem özelliğini kaybetmektedir.

Bu ana prensipler sırasıyla;

1. Yeraltı yapısının ana malzemesi dağın kendisidir. Yani tünelin esas taşıyıcı

kısmı, boşluğu çevreleyen ana kayanın kendisidir (Şekil 3.14).

Şekil 3.14. Yeraltı yapısının taşıyıcı kısmı

2. Kayanın başlangıçtaki sağlamlığı korunmalıdır. Bu nedenle uyulması

gereken ana ilke kayanın primer dayanımlılığını korumaya çalışmaktır.

3. Gevşemeler önemlidir. Çünkü gevşemeler, kayanın taşıma direncini azaltır.

Bunun için ayrışma etkisine sahip olan gevşek ve yaygın kaya deformasyonları

önlenmelidir (Şekil 3.15).

4. Tek ve iki eksenli gerilme ortamından kaçınılmalıdır. Çünkü bu türden

gerilmelerin etkisinde bulunan kayanın taşıma direnci düşer.

5. Koruyucu zon, kayacın taşıma direncini azaltmaksızın oluşturulmalıdır.

Kazı sonrasında oluşan deformasyonlar, koruyucu zonun oluşmasına yeterli olacak

fakat kayacı aşırı gevşeyerek taşıma direncinin düşmesine neden olmayacak şekilde


87

denetlenmeli ve yönlendirilmelidir. Bu alanda başarılı olunduğu ölçüde güvenlik

artar ve daha ekonomik olur (Şekil 3.16).

Şekil 3.15. Kayaç gevşemelerinin tünellere etkisi

Şekil 3.16. Koruyucu bölge halkası


88

6. Sağlamlaştırma işlemleri tam zamanında ve gerekli esneklikte yapılmalıdır.

Bunu sağlamak için sağlamlaştırma işlemlerine ne çok erken, ne de çok geç

başlanmalı ve iksa direncini oluşturan yapının ne çok rijit ne de zayıf olmamasına

özen gösterilmelidir.

7. Özgül zaman faktörü (kayacın kendini tutma süresi) doğru olarak tahmin

edilmelidir. Bu nedenle, kayacın ve özellikle kaya sağlamlaştırmanın birlikte,

zamana bağlı kırılma davranışlarını belirleyen özgül zaman faktörleri doğru olarak

saptanmalıdır (Şekil 3.17).

Şekil 3.17. Zamana bağlı olarak kayacın kendini tutma süresi

8. Ön deneyler ve ölçümler yapılmalıdır. Zaman faktörünün ve kayanın kazı

sonrasındaki deformasyon davranışlarının önceden belirlenmesi için laboratuarda ve

arazide deneylerin yapılması, deneme galerisinde de konverjans ve deformasyonların

ölçülmesi zorunludur. Bilindiği gibi boşluğun kendini tutma süresi, deformasyon hızı

ve kaya kalitesi yeraltı kaya mekaniğinde de projelendirme için gerekli olan en

önemli etmenler arasındadır.


89

9. Sağlamlaştırma, kuvvetleri bağlayıcı türde olmalıdır. Kazı sonrasında

büyük deformasyonların ve gevşemelerin beklendiği durumlarda, sağlamlaştırma

direnci yaylı yükler şeklinde ve önemli boşluk yüzeyini bağlayacak biçimde

olmalıdır. Bunu sağlayan en başarılı yöntem kısa sürede prizlenen ‘püskürtme beton’

kullanılmalıdır.

10. Sağlamlaştırma kaplamaları ince kabuk şeklinde olmalıdır. Geçici ve

kalıcı sağlamlaştırma kaplamaları ince kabuk şeklinde ve bükülebilir esneklikte

olmalıdır. Böylelikle kabuk içinde eğilme momentlerinin oluşması ve bunların

meydana getireceği çekme ve kesme kırıkları önlenebilecektir (Şekil3.18).

Şekil3.18. Sağlamlaştırma kaplamaları

11. Sağlamlaştırma, çelik hasır, ankraj ve çelik bağlarla yapılmalıdır.

Sağlamlaştırma, kabuğun kalınlaştırılması ile değil, kabuğa gerekli esnekliği verecek

olan çelik hasır ve bağlarla sağlanmalı, kayayı kendine taşıtmak için etkin gerilmeler

ankrajlarla dağın içine aktarılmalıdır (Şekil 3.19).

12. Sağlamlaştırma zamanı ve araçları ölçümlerle saptanmalıdır. Tünel

duvarındaki ve onu çevreleyen kayaçlar içerisindeki deformasyonların ve

gerilmelerin ölçülmesi, kayacın uygulama sırasındaki davranışını göstermesi


90

bakımından büyük önem taşımaktadır. Ön varsayımlara göre yapılan projelendirme

ile dağın içine girildikten sonra uygulanması gereken proje, çoğu beklenmedik yeni

etmenlerinde ortaya çıkması nedeniyle birbirinden farklı olacaktır. Bu nedenle yeraltı

kaya yapıları projelerinde, sürekli değişikliği zorunlu kılan bir dinamizm vardır;

yeraltı kaya yapıları mühendisliğinde bir proje değil adım adım ve yer yer değişen bir

proje sisteminden söz edilmelidir. Bu sistemin kendi arasındaki uyumunun kaya

ortamında uygun ve başarılı olması için; gözlem, ölçme, deneyleme, denetleme,

yorumlama ve arşivlendirme gibi tüm mühendislik jeolojisi ve kaya mekaniği

çalışmalarının eksiksiz yapılması zorunludur. Bu çalışmaların yapılmadığı ve kesitler

boyunca hep aynı projenin kullanıldığı durumlarda Yeni Avusturya Tünel Açma

Yöntemi’nin kullanılmadığı bilinmelidir (Şekil 3.20).

Şekil 3.19. Sağlamlaştırmada kullanılan ekipmanlar

13. Tünel, statik bakımdan taşıyıcı zon ile sağlamlaştırma kabuğunun

oluşturduğu bir halkadır. Modern anlamda tüneller dairesel kesitli yapılardır. Dağın

içerisinde, boşluk galerisinde oluşturulan gerilme halkası (taşıyıcı zon) ile boşluk

duvarına yapıştırılan sağlamlaştırma kabuğu birlikte çalışan bir halka oluştururlar.


91

Statik bakımdan tünel duraylılık araştırmalarında iki boyutlu bir çember, üç boyutlu

ise bir küptür (Şekil 3.21).

Şekil 3.20. Sağlamlaştırma için yapılan ölçümler

14. Sağlamlaştırma kabuğu kapak halka şeklinde olmalıdır. Bir çemberin

statik bakımdan tam taşıyabilir duruma gelmesi için halkaların kaplanması

zorunludur. Yay, çentik ve derzli halka statik bakımdan çembere kıyasla duraysızdır.

Bu bakımdan kalot, sağ-sol yan kazısı ve sağlamlaştırılmalarından sonra taban kazısı

bitirilmeli ve sağlamlaştırma kaplaması bir halka şeklinde boşluk duvarına

yapıştırılmalıdır. Bu durum en iyi biçimde ancak tam kesit kazıları izleyen çember

şeklinde sağlamlaştırma kabukları ile elde edilebilir. Ancak taban kayacının taşıma

özelliklerinin iyi olduğu durumlarda, tabanın sağlamlaştırılması ve sağlamlaştırma

yayının bir halkaya tamamlanması gerekmeyebilir (Şekil 3.22).


92

Şekil 3.21. Taşıyıcı zon ve sağlamlaştırma halkası

Şekil 3.22. Halka şeklindeki sağlamlaştırma kabuğu

15. Halka, en kısa zamanda oluşturulmalıdır. Kayacın ikincil gerilmelerinin

oluşum sırasındaki davranışı, kabuğun deformasyonlarına bağlıdır. Tam kapanmamış


93

bir çember, taşıyıcı halka durumunda olduğu için gevşemeleri arttırarak ve boşluğu

çevreleyerek onun taşıma direncini düşüren bir etken olmaktadır. Kaya içindeki

deformasyonların ve plastik zon oluşumlarının zamanın bir fonksiyonu olduğu göz

önüne alınacak olursa, sağlamlaştırma yayını en kısa zamanda halka şeklinde

kapatmak çok olumlu sonuçlar verecektir. İki boyutta ele aldığımız tünel statiğine üç

boyuttaki bir tüp içinde değerlendirecek olursak; sağlamlaştırma halkasında fazlaca

uzaklaşmış kalot kazılarında, tavanın sağlamlaştırılması ile oluşturulan yay

şeklindeki (daha fazla deformasyonlara izin vermesi nedeni ile) tüneli, eksen

doğrultusunda eğmeye çalışan bir moment meydana getirdiği görülür. Eğilmeye

zorlanan bu tüpün uç kısmındaki kalot kabuğunun yan ayaklarında çok büyük

gerilme oluşarak arını tehlikeye sokar. Dolayısıyla kalot anosu sağlamlaştırma

halkasından fazla uzaklaştırılmamalı ve tünel kaplaması en kısa zamanda

yapılmalıdır.

16. Dağ olabildiğince az kurcalanmalıdır. Boşluğun açılması primer gerilme

durumunu bozarak yeni bir gerilme dağılımı oluşturmaktadır. Boşluğun biçimini ve

boyutunu değiştirmeye yönelen her yeni kazı bir kez daha gerilmelerin yönünün,

şiddetinin ve yerinin değişmesine neden olacak, böylece kaya dokusu giderek

gevşeyecek ve kayanın taşıma direnci azalacaktır. Gerilmelerin boşalması sırasında

kaçınılmaz olan boşluk içine yönelen deformasyonlar, süreksizlik yüzeylerini

açmakta, rölatif ötelenmelerle kayanın dokusunu örselemektedir. Bu durum kayanın

daha fazla su getirmesi ve çatlakların mekanik değişmesi bakımından da önem

taşımaktadır. Unutulmaması gereken nokta, kayanın en sağlam olduğu durumun kazı

öncesindeki ilk durumu olduğudur. Bu durumu en az değiştiren kazı ilkesi ise,

sekonder gerilme durumunun bir defa daha oluşturulmasıdır. Dolayısıyla, kısmi

kazılar çalışmaları karmaşıklaştırdığı ve doğal yapının giderek bozulmasına neden

olduğu için tam kesit kazılar en uygun olanlarıdır (Şekil 3.23).

17. Tünel açma yöntemi yapının güvenliği açısından önemlidir. Tünel açma

yönteminin uygulanış biçimi yeraltı kaya yapısının duraylılığı (stabilitesi) ve

güvenliği açısından, kayanın zamana bağlı davranışını doğrudan doğruya etkilediği

için büyük önem taşımaktadır. Yöntemler uygulanış biçimine göre organizasyon ve

zamanlamada büyük farklılıklar oluştururlar. Bu bakımdan arın panosunun


94

uzunlukları, atım derinlikleri, sağlamlaştırmanın gerçekleşme süresi, tabanın

kaplanması, sağlamlaştırma direncinin sağlanması yeraltı yapılarının güvenliğine

büyük ölçüde etki eder.

Şekil 3.23. Sistemin deformasyon durumu

18. Yuvarlatılmış boşluk profilleri kullanılmalıdır. Yeraltı boşluğunun (tünel)

en kesiti daire veya elips şeklinde olmalı, çıkıntı çentik ve köşeler bulunmamalıdır.

Bunlar yapı duvarında ve kaya içinde gerilmelerin yoğunlaştığı bölmeler meydana

getirerek, bunların karşılanmasını zorunlu kılan aşırı boyutlandırmaya neden olurlar

veya yapının duraylılığını ve güvenliğini tehlikeye sokarlar.

19. İç kabuk ince olmalı ve dış kabuk ile sürtünmesiz fakat sıkı bağlı

olmalıdır. İki kabuklu sağlamlaştırmalarda, iç kabukta istenmeyen eğilme

momentlerinin oluşmaması için kaplama ince olmalıdır. Ancak dış kabuktan

gelebilecek olan yüklerin kesilmeye çalışmaması için dış kabuğun sürtünmesiz bir

şekilde ve tam yüzeyi ile sıkıca oturması sağlanmalıdır (Şekil 3.24).


95

Şekil 3.24. İç ve dış kabuk

20. Ön (geçici) sağlamlaştırma işlemleriyle yapının stabilitesi sağlanmış

olmalıdır. Kabuk ve çevresindeki kayadan oluşan yeraltı kaya yapısının

deformasyonları iç kabuğun yerleştirilmesinden önce durdurulmuş, yani ikincil

denge durumu dengeli son şeklinin almış olmalıdır. İkinci kabuğun görevi, güvenliği

arttırmak ve mimari görünümü sağlamaktır. Ancak yeraltı sularının bulunduğu

durumlarda iç kabuk tüm yükleri alacak şekilde boyutlandırılmalıdır. Bu durumlarda

dış kabuk ile iç kabuğun arası bitüm, naylon vb malzemeyle su geçirmeyecek

biçimde izole edilmek zorundadır. Geçici sağlamlaştırmanın en önemli öğelerinden

biri olan ankrajların, kalıcı sağlamlaştırma durumları için hesaba katılabilmesi için

bunların belirli oranda korozyona karşı korunmuş olması gerekmektedir.

21. Yapım süresi içerisinde yönlendirme ve denetleme ölçümleri yapılmalıdır.

Kaya ve kabuktan oluşan sistemin, yapım süreci içerisindeki karşılıklı davranışların

bilinmesi, deformasyonların sönümleşip sönümleşmediğinin belirlenmesi ile

gerilmelerin, yer, büyüklük ve türlerinin saptanması açısından büyük önem

taşımaktadır. Kaya ve beton içine yerleştirilen ölçüm aletleri yapının

tamamlanmasından sonra da kontrol amaçlı kullanılmalıdır.

22. Drenaj ve dağdan kabuğa iletilen su basıncı boşaltılmalıdır. Yeraltı

suyunun bulunduğu durumlarda yeraltında açılan her boşluk, bir drenaj yapısı gibi

çalışmakta ve suyu kendisine çekmektedir. Hem süreksizliklerin mekanik


96

özelliklerini değiştirmesi hem de çalışma ortamını güç koşullar altına sokması

bakımından istenmeyen su geliri, su boşaltan ağızların beton ile tıkanmasından sonra

kabuk gerisinde büyük değerlere varan su basınçları oluşturabilir. Çatlak suyu

basıncının sistemi taşıma direncini düşürmesini önlemek için suyun drene edilmesi

gerekir. Bu amaçla boşluk çevresine drenaj boruları yerleştirilmelidir.

3.2.2. Tünel Kazı Çalışmalarında İlerleme

3.2.2.1. Makine ile Kazı İlerlemesi

Tünel içerisinde, aynada kazı yapmak için öncelikle aynada ne kadar ilerleme

yapılacağı ve bu yapılacak olan ilerleme miktarına bağlı olarak kayacın kendini

tutabilmesini sağlamak için gerekli olan işlemler yapılmalıdır. Bu işlemler umbrella

borusu veya süren borusu çakmaktır. Umbrella borusu ile destek için boruların

yerleştirileceği deliklerin delinmesi ve bu boruları çakılması işlemi rock, süren

borusu ile destek için gerekli deliklerin delinmesi ve bu boruların çakılması işlemi

ise jumbo ile yapılır. Kazılacak bölge kazı sonrasında kendini tutabilecek konuma

getirildikten sonra, aynada ilk defa kazıya giriliyorsa üst yarı aynası topograf

tarafından çizilir. Çizilen kazı alanı ekskavatör ile kazılır. Kazılan malzeme kepçe

vasıtasıyla taşınır. Belli bir miktar malzeme ise püskürtme beton(shotcrete) atımı

yapabilmek için platform yapılarak bırakılır. Platform yapıldıktan sonra ekskavatör

iksa ayaklarının geleceği bölgeyi açar ve iksa montajı topograf eşliğinde yapılır. Bu

işlem alta hasır montajı ve hasırı sırtlayan iksanın konumu ile yapılır. Kazıya ilk defa

girildiğinden sıfır noktasına ve ilerleme mesafesine iksa montajı yapılır. İlerleme

mesafenin 40-60 cm ileri mesafede iki iksa arasına işban demiri kaynatılarak iki

iksanın sabitlenmesi sağlanır. Örneğin; 23+520 km sinden ilk defa kazıya giriliyor ve

ilerleme adımı 50 cm olsun. İlk iksa 23+520 ye ikinci iksa 23+520,5 e konulur ve bu

iki iksa arasına 50+50= 100 cm uzunluğunda işban demiri kaynatılarak iksalar

sabitlenir. Sabitleme işlemi yapıldıktan sonra shotcrete atılır. Shotcrete kullanılan

ekipmana bağlı olarak kuru veya yaş atılabilir. Shotcrete atıldıktan sonra platform

için bırakılan pasa alınır. Ekskavatör ile önceki iksanın ayak bölgesi açılır. Bu sayede


97

kazının sınırlarını operatör önceki iksayı baz alarak rahatlıkla yapabilir. Kazıya ayak

bölgesinden başlanır. Sağ ve sol ayak bölgelerini açtıktan sonra omuz bölgelerine

doğru ardından da eksene doğru gelerek kazı tamamlanır. Kazı işlemi en fazla

uygulanan destekleme mesafesinin yarı mesafesine kadar yapılabilir. Örneğin;

umbrella borusunun boyu 9 m dir yeniden umbrella borusu yerleştirmek için 4-5m

kazı yapılması gerekir. Süren borusunu boyu 4 m olup yeniden süren çakılması için

2-2.5 m kazı yapılması gerekir. İlerleme bir hasır eninde olduğunda shotcrete atılmış

iksalara ikinci kat hasır olarak bağlanır ve tekrar shotcrete atılır. İkinci kat hasır ve

shotcrete A3 ve A5 tipi tahkimatlar için geçerlidir. İlerleme çok fazla olmadan geri

dönülerek enjeksiyonlu kaya bulonları yapılır. Bu işlemler yapıldıktan sonra altyarı

kazısının yapılmasında bir engel kalmamış olur. Altyarı kazısı yapılacak bölge

kullanımda değilse, önünde çalışma yoksa veya önde yapılan çalışma bitene kadar

belli bir mesafe altyarı kazısı ve tahkimatı yapılabiliyorsa alt yarı çalışması yapılır.

Altyarı kazısı topograf tarafından yaptırılan şablon ile yapılır. Şablon üstyarıda sabit

aralıklarla ve bulunduğu yere göre uygun kottaki noktalara konulur ve şablon baz

alınarak kazı yaptırılır. Tahkimat tipine göre alt yarı tahkimatı yapılır. Üst ve

altyarısı bitmiş olan tünele belirli aralıklarla eksen ve omuz bölgelerine shotcretenin

dışına çıkacak kadar (30-40 cm) delikler delinir. Bu deliklerden enjeksiyon verilerek

shotcrete arkasında kalan boşlukların dolması ve üst bölgelerde bulunan suyun

aşağılara alınması sağlanır. Bütün bunlar yapıldıktan sonra enjeksiyonun bittiği

yerler su ve hava tutularak temizlenir ve beton ekibine teslim edilir.

3.2.2.2. Patlatma ile Kazı İlerlemesi

Patlatma işlemi ekskavatör ile kazısı gerçekleştirilemeyen aynalarda ve

patlatma sonrasında kendini belli bir süre tutabileceğine inanılan yerlerde yapılır.

Bunun için kazı yapılacak bölgede kayacın özelliklerine ve ne kadar mesafede devam

ettiğine bakılır. Bunu anlamak için daha önceden yapılmış sondaj loglarına bakılır ve

yerinde belirmek için kılavuz delgiler delinerek karot numuneleri alınır ve kayacın ne

kadar daha patlatma ile gidilecek doğrultuda olduğu tespit edilir. Patlatma yapılacak

aynanın kesitine, ilerleme adımına, güzergah üstündeki yüzeyde bulunan yapıların


98

durumuna ve kayacın sertliğine göre bir patlatma paterni oluşturulur. Bu paterne göre

aynada ne kadar delik delineceği, hangi yöntemle patlatma yapılacağı, ne kadar

patlayıcı kullanılacağı, ne kadar mesafe alınacağı ve bu patlatma sonrasında ne kadar

titreşim olacağı hesaplanmıştır. Patlatma yapılacak bölgede önce delik yerleri

topograf nezaretinde aynaya işaretlenir. Bu işaretli olan noktalar jumbo ile veya

benzeri bir delgi makinesi ile delinir. Makine aynadan çıkmadan ateşçi gelerek

delikleri kontrol eder, tıkanmış delik varsa açmaya çalışır. Ateşçi delik içinde su

varsa suyu temizler. Ardından kullanılan patlayıcı malzemenin cinsine göre elektrik

kesilmesi gerekiyorsa elektrik kesilir. Yapılmış olan paterne göre ateşçi uygun

gecikmeli kapsül ile patlayıcıyı belirtilen deliklere doldurur. Delik dışında kalan

fitiller bir başka fitil ile birbirlerine bağlanır. Kullanılan fitil, emniyetli fitil

olduğundan fitilin ucuna elektrikli kapsüller bağlanır. Bağlanan elektrikli kapsülde

emniyetli mesafeye yetecek uzunluktaki kablo vasıtasıyla manyetoya bağlanır.

Manyetonun gücü emniyetli fitilin ucuna bağlanan elektrikli kapsüllerin toplam

gücün iki katı olması gerekir. Bu sayede patlamamış elektrikli kapsül olma ihtimali

azalmış olur. Tüm emniyet işlemleri tamamlandıktan sonra patlatma yapılır.

Ardından ateşçi ve gaz ölçümünden sorumlu kişi aynaya giderek patlamamış

patlayıcı veya kapsül olup olmadığı ve içerideki havanın çalışmaya elverişli olup

olmadığını kontrol ederler. İçeride patlamamış patlayıcı ve kapsül varsa ateşçi uygun

bir şekilde bunları bulunduğu yerde imha eder. Bu işlemler tamamlandıktan sonra ve

ortam çalışmaya elverişli hale gelince patlatılan malzeme kepçe ile alınır. Kavlak

yani düşmemiş malzeme bulunuyorsa ekskavatör ile düşürülür. Topografa patlatılan

alan inceletilir, taranacak yer varsa taranır ve uygun tahkimat yapılır.

3.2.3. Önerilen Destek Sistemleri ve Uygulamaları

3.2.3.1. Çelik Hasır

Çelik hasır, S220 çeliğinden soğuk çekme yöntemi ile çekilip nervürlenerek

imal edilen, yüksek dayanma gücüne sahip ve genellikle inşaatlarda kullanılan bir


99

beton çeliğidir. Çelik hasırların minimum akma sınırı 500 N/mm2, minimum çekme

mukavemeti ise 550 N/mm2 dir.

Püskürtme betonun statik özelliklerini arttırmak için kazı sonrası tünel içinde

çelik hasır bağlanmasına geçilir. A2-A3 tahkimat sistemlerinde Q221/221 tipi çelik

hasır, A5 tahkimat sisteminde Q377/Q221 tip çelik hasır kullanılmaktadır. Q221/221

hasır tipinde; hasır boyu 500 cm, eni 215 cm, göz aralığının boyu ve eni 15 cm,

ağırlığı ise 3.53 kg/m2 dir. Q377/221 hasır tipinde; hasır boyu 500 cm, eni 215 cm,

göz aralığının boyu ve eni 15 cm, ağırlığı ise 4.4 kg/m2 dir.

Hasırlarda bindirme oranları yatay ve düşey yönde 30 cm dir. Montajda

dikkat edilecek en önemli husus çelik donatının kaya yüzeyine mümkün olduğu

kadar yaklaştırılmasıdır (Şekil 3.25).

Şekil 3.25. Çelik hasır montajı yapılmış tünel kesiti


100

3.2.3.2. İksa Montajı

Tünel kazısı esnasında, kendini tutamayan zayıf zeminlerde, kazı yapılırken

zemini tutmak için kullanılan yapılara iksa denir. Tünel içerisine hazır imal edilmiş

olarak, iki parça halinde gelen iksanın, flanşları üzerinde açılan dört yuva içerisinde

civata ve somunun birbirlerine bağlanması şeklinde yapılır. İksalar, kazılmış olan

tünel boşluğunu kısmen de olsa destekleyip, belirli bir noktanın ötesinde zemin

akmalarını önlemek ve boşluğu çevreleyen zeminin hareketini azaltmak için

kullanılırlar (Şekil 3.26).

Şekil 3.26. Montajı yapılmış iksa

3.2.3.3. Püskürtme Beton

Püskürtme beton tünel çevresinde bulunan zeminin gevşemesini önlemek ve

kontrol etmek amacı ile kullanılır. Kayalardaki çatlakları doldurup sıkıştırarak

kırılmaları ve kaya düşmelerini önler. Püskürtme betonun en güvenilir ve uygun


101

şekilde zemin yüzeyine boşluksuz bir şekilde uygulanması ve yüzeyi tamamen

kaplaması gerekmektedir. Bunu gerçekleştirmek için yüzeyin taranması ve çelik

hasırın zemin yüzeyine çok yakın yerleştirilmesi, erken prizlenmenin olması için

gerekli kimyasal hızlandırıcıların kullanılması ve doğru makine ile uygulanma

yapılması gerekmektedir (Şekil 3.27). Püskürtme beton uygulama olarak ikiye

ayrılır;

a. Kuru karışım: Bu karışımda, kuru çimento ile agrega hava yoluyla

karıştırıcıdan tabancaya iletilir ve burada suyla karıştırılarak yüzeye

uygulanır. Kuru karışım, değişen şartlara kolayca uyarlanabilmesi, ıslak

yüzeylere kolayca uygulanabilmesi açısında tercih sebebi olmaktadır.

b. Islak karışım: Çimento, agrega ve su karıştırıcıda karıştırılarak hortuma

iletilir ve tabancayla yüzeye uygulanırken prizlenmesini çabuklaştırmak için

gereken katkı maddesi karıştırılarak uygulanır. Islak karışımın tercih

edilmesinin en önemli nedenleri; uygulanırken sıçramanın az olması,

püskürtme beton kaybının az olması, toz oranın az olması ve karışımın

kontrol edilebilir olmasıdır.

Şekil 3.27. Püskürtme beton uygulaması (www.marmaray.com.tr)

http://www.marmaray.com.tr)


102

3.2.3.4. Kaya bulonu

Kaya bulonları, kayayı çekme gerilmelerini taşıyabilecek şekilde

sağlamlaştırmak, çekme gerilmelerini ana kayaya iletmek, süreksizliklerin sürtünme

direncini arttırmak veya kayada üç eksenli gerilme durumu oluşturmak için

yerkabuğu içine bağlanan çubuklardır (Şekercioğlu, 1993).

Kaya bulonları tek başına tahkimat elemanı olarak kullanılabildiği gibi, iksa,

hasır-çelik ve shotcreteden oluşan tahkimatın tamamlayıcı elemanı olarak da

kullanılabilmektedir.

Tünel açma işlemi gerçekleşmeden önce ilkel gerilmelerin etkisinde bulunan

zemin, tünel açıldıktan sonra gerilme ve deformasyonlar ile karşı karşıya kalır. Bu

gerilmeler kayaların basınç gerilmesi yerine, çekme gerilmesi oluşturmaya zorlar.

Çekme gerilmeleri zeminin dokusunu bozmakla birlikte kayma direncini de

azaltmaktadır. Bu duruma karşı bulonlama işlemi yapılmaktadır.

3.2.3.4.(1). Enjeksiyonlu kaya bulonları

Kaya bulonları, dişli donatı çeliğinden yapılmaktadırlar. Bulonun zemine

girecek ucu sivri, diğer ucu ise başlık levhasının takılmasına uygun olarak dişli

şeklinde tasarlanmıştır. Bulon delikleri, tünel yüzeyine dik olacak şekilde jumbo

veya rock ile delinirler. Delikler çamurdan ve kayaçlardan iyice temizlenir. İnce

kum, çimento ve çimentonun %40’ı kadar su ile karıştırılarak elde edilen enjeksiyon

şerbeti dipten dışarıya doğru doldurulur Enjeksiyonlu kaya bulonları 3.00 m

boyunda, T26’lık nervürlü çelikten özel olarak imal edilmektedir. Bir ucu 10 cm dişli

ve taşıma plakaları 200/200/100 mm boyutlarındadır. Metrik 24 somun kullanılır.

Bulonun içine yerleştirildiği deliğin çapı minimum 45 mm olmaktadır. Enjeksiyon,

priz süresi gerçekleşmeden torklanamadığı için direk çalışan bir tahkimat elemanı değildir. Torklama işlemi özel amaçla üretilen ve üzerinde bir skala olan tork

anahtarı vasıtasıyla yapılır. Torklama kuvveti 50 kN (5000 kg) olup, bu değere

karşılık verebilen bulon sağlam kabul edilir.


103

3.2.3.4.(2). Swellex tipi bulonlar

Bu bulonlar çelik tüplerden yapılırlar. Bulonun her iki ucu da flanşla kapalı

olup flanşlardan biri üzerinde delik bulunmaktadır. Jumbo veya rock tarafından

önceden açılmış olan 45 mm çapındaki delik içine, üzerinde delik olan flanş dışarıda

kalacak biçimde yerleştirilir. Bulonun başına plaka takıldıktan sonra, 300 bar basınçlı

hava ve su karışımı üreten bir pompa yardımı ile delik içinde şişirilir. Kaya yüzeyi ile

bulonun birbirine yapışması ile uygulanan bir sistem olduğu için yumuşak

zeminlerde kullanım gösteremezler. Sadece bloklu, çatlaklı yapıya sahip rijit kaya

ortamlarında kullanılır.

3.2.3.5. Süren Uygulaması

Tünelde yapılan kazı sonrasında dökülmeye elverişli kaya ortamlarında,

özellikle de su oranının yüksek olduğu bölgelerde, kazı işlemi başlamadan önce

süren uygulaması yapılmaktadır. Çelik iksanın üzerinden yatayla maksimum 5-10

derece açı yapacak şekilde çakılırlar ve sayıları uygulanan destek tipine göre farklılık

gösterirler. Uygulamada daha çok 1-1/2" çapında, 4 m lik borular kullanılmıştır.

3.2.3.6. Zemin Çivisi

Genel olarak zemin çivileme yöntemi en basit şekliyle zeminin kesme

mukavemetini arttırmak ve çekme mukavemeti kazandırmak amacıyla uzun bulonlar

veya çiviler yerleştirilerek yapılan bir donatılama tekniğidir. Tasarımın esası

çivilerde oluşacak çekme kuvvetlerini sürtünme vasıtasıyla zemine aktarmaktır.

Zemin çivileri, tünellerde aynaya uygulanırken 9 m uzunlukta ve 114 mm çapında

borular, 125 mm çaplı delik1ere çakılarak yapılmaktadır. Yanal çakılan zemin

çivileri ise 26 mm çapında borulardan imal edilir. Sayıları tahkimat tipine göre

değişmektedir.


104

3.2.4. Umbrella Arch

Yeni Avusturya Tünel Açma Metodu’nun kohezyonu düşük zeminlerde

uygulanamaması, deformasyonların yüksek olması ve istenilen verimin elde

edilememesi üzerine ilk defa İtalya’da Caserta-Foggia demiryolu hattında bulunan

4.2 km uzunluğundaki San Vitale tünelinde uygulanmaya başlanmıştır. Bu yöntem,

tünel ve yüzey emniyetini arttırmış, verimlilik ve ilerleme hızının üst düzeye

çıkmasını sağlamıştır. İtalya’da çeşitli projelerde uygulanabilirliği ispatlanan yöntem

daha sonraları Japonya’da da birçok tünel projesinde kullanılmıştır. Türkiye’de ilk

olarak, NATM ile yapılan kazılarda, kazı devam ederken, tünel içi deformasyonlar

ve yüzey oturmaları kabul sınırlarının üzerine çıkması sonucu İstanbul Metrosu’

Yenikapı Şaftı tünellerinde uygulanmaya başlanmış ve başarıya ulaşmıştır. Bu

başarılı katkısından sonra Taksim bölgesindeki Fransız Sarayı altında da denenmiş ve başarıyla uygulanmıştır

Umbrella Arch yönteminin ilk aşamasında, deliklerin delinebilmesi ve

makinenin rahat çalışabilmesi için gerekli olan genişletme çalışmaları yapılmaktadır.

Bu kazılar 6 adet iksalık ve bir anoluk ilerleme içinde tünel kesitin 50 cm dışına

genişletilmesini sağlar. Bu pay başlangıçta 6.0 m lik bölümde genişletme kazısı adı altında, genişleyen ve yükselen iksalar monte edilerek 6.0 m nin sonunda elde

edilmektedir (Şekil 3.28).

Umbrella Arch yöntemi ile kazı sırasında tünel tavan kısmına gelecek

gerilmeleri karşılayabilmek amacı ile kazı aynasının tavanına 9 m uzunluğunda 114

mm çapında çelik borular yerleştirilmektedir. Bu şemsiye boruları yatay ile 6-8

derecelik açı yapacak şekilde, 130 mm çapında delinmiş olan deliklere yerleştirilir.

Umbrella Arch borularının yerleştirilmesi işlemi yapıldıktan sonra; boruların

dip kısımlarındaki boru ağızları enjeksiyon manşonu ile kapatılır ve boru ile delik

arasında kalan açıklık alçı ile sıvanarak 2-3 bar basınçta 7/5 lik (çimento/su)

enjeksiyon şerbeti basılarak doldurulur. Boruların açılan delik içerisinde rahatça

ilerleyebilmesi için uçları sivriltilir. Sivri uçtan itibaren 3 m lik kısmı deliklere

yerleştirilerek enjeksiyonun boru ile kuyu cidarı arasına yayılmasını ve hatta kazı

hangi ortamda yapılıyorsa (zemin veya kaya) bu ortama da temas etmesi temin edilir.


105

Bu enjeksiyon işlemi enjeksiyon şerbeti geri dönüş hortumlarından gelinceye kadar

yapılır .

Şekil 3.28. Umbrella Arch boruları

Benzer şekilde ayna yüzeyinden ileriye doğru Ø 125 mm çapında, 9 m

boyunda zemin çivisi delikleri delinerek her bir deliğin içerisine Ø 14 mm çapında, 9

m boyunda nervürlü demir zemin çivileri yerleştirilir ve aynı sistemde enjeksiyonu

yapılır.

Umbrella Arch borusu ve zemin çivisi yerleştirilme işlemi her 6 m lik

periyotlarda bir tekrarlanır. 9 m boyundaki Umbrella Arch borularının her 6 m de bir

tekrarlanması ile 6 m lik bir kısmı kazı üzerinde kalmakta, 3 m lik kısmı ise bindirme

olarak bırakılmaktadır. Bu şekilde kemeri oluşturan boruların 6 m lik kısmı iksalara

basarken diğer ucu da ayna içerisinde kalarak iki ucu mesnetli kiriş gibi çalışmakta

ve üzerine gelen gerilmeleri emniyetle taşıyabilmektedir (Şekil 3.29 ve 3.30).

Montajı yapılmış süren, çelik hasır, iksa ve umbrella arch boruları Şekil 3.31’de

gösterilmektedir.


106

Şekil 3.29. Umbrella ve zemin çivisi uygulamaları ile tünel açımı (1) (Çeçen, 2007)

Şekil 3.30. Umbrella ve zemin çivisi uygulamaları ile tünel açımı (2) (Çeçen, 2007)


107

Şekil 3.31. Montajı yapılmış süren, çelik hasır, iksa ve umbrella arch boruları

Umbrella Arch yönteminde bunlara ilave olarak iksa ayaklarının olduğu

yerden karşılıklı 4-6 m boylarında zemin çivileri çakılmaktadır. Bu zemin çivileri

enjeksiyonlu kaya bulonlarına ilave olarak Ø 130 mm lik delik içerisine Ø 26 mm lik

nervürlü demirin yerleştirilip enjeksiyonlanma işlemi yapılıp, torklanması işleminin

yapılması ile oluşturulmaktadır.

3.2.5. Tünel Destekleme Tasarımı İçin Kaya Birimlerinin Tünelcilik ve

Mühendislik Açıdan Değerlendirilmesi

Tünel güzergahı etrafındaki kaya kesiminin daha sağlıklı analiz edilebilmesi

için güzergâh boyunca tünel tavanı üzerinde 10 m yükseklikten, tünel tabanında 5 m

derinliğe kadar olan kaya kesimi her sondaj noktası için ayrı ayrı derlenerek

mühendislik ve tünelcilik açısından sınıflandırılmış ve değerlendirilmiştir. Bu

kapsamda yapılan Q (NGI), RMR sınıflamaları Çizelge 3.12 ve 3.13’de verilmiştir



108

Çizelge 3.12. Karşılaşılacak kaya birimlerine ait Q sınıflaması ve beklenen muhtemel destek tipleri Beklenen

aralık (Km) Sondaj

No Jeolojik

Formasyon Litoloji RQD Jn Jr Ja Jw SRF Q Kaya Sınıfı

22+805 22+830

TSK 58 Kartal Kireçtaşı 40 6 3 1 1 5 4 Orta kaya A1

İSK 8

22+830 22+880 İSK 9 Kartal Kireçtaşı 50 6 3 1 1 5 5 Orta Kaya A1

22+880 22+985

İSK 10

Kartal Şeyl, grovak, kireçtaşı, andezit 15 12 1 1.5 1 5 0.17 Çok Zayıf Kaya A3

A5 İSK 11

İSK 12

23+100 23+175 TSK 64 Kartal Grovak (çamurtaşı,kalkerli çamurtaşı),

ince kireçtaşı 15 12 1.5 2.5 0.66 5 0.10 Çok zayıf kaya A3

23+175 23+320 TSK 65 Kartal Kireçtaşı, erime izli, grovak ara katkılı 65 4 3 1 0.66 5 6.44 Orta kaya A1

23+320 23+440 SK 1 Kartal Grovak (çamurtaşı, kalkerli

çamurtaşı), ince kireçtaşı 28 9 2 1 0.66 5 0.82 Çok zayıf kaya A2

A3

23+440 23+650

SK 2 Kartal Grovak (çamurtaşı, kalkerli çamurtaşı), ince kireçtaşı, kırıklı zon 10 20 1.5 1 0.66 5 0.10

Çok zayıf kaya A3

A5

SK 3 Kartal Grovak (çamurtaşı,kalkerli çamurtaşı), ince kireçtaşı 17 9 2 1 0.66 5 0.50 Çok zayıf

kaya A3


109


23+650 23+925

SK 4 Kartal Grovak (çamurtaşı,kalkerli çamurtaşı), ince kireçtaşı 33 6 2 1 0.66 5 1.45 Zayıf kaya

A2

SK 5 Kartal Grovak (çamurtaşı,kalkerli çamurtaşı), ince kireçtaşı 32 9 2 1 0.66 5 0.94

Çok zayıf kaya A2

A3

SK 6 Kartal Grovak (çamurtaşı,kalkerli çamurtaşı), ince kireçtaşı 30 6 2 1 0.66 5 1.32 Zayıf kaya

A2

23+925 24+120 SK 7 Kartal Şeyl–silisli şeyl, grovak ve kalker ara

katkılı 17 12 1.5 1 0.66 7.5 0.19 Çok zayıf kaya A3

24+120 24+160 SK 8 Kartal Silisli şeyl, yumrulu kireçtaşı, kumtaşı 40 9 2 1 0.66 5 1.17 Zayıf kaya

A2

24+160 24+300

SK 9 Kartal Grovak (çamurtaşı, kalkerli çamurtaşı), ince kireçtaşı 19 9 2 1 0.66 5 0.56 Çok zayıf

kaya A3

SK 10 Kartal Grovak (çamurtaşı, kalkerli çamurtaşı), ince kireçtaşı 27 9 2 1 0.66 5 0.79 Çok zayıf

kaya A3

24+300 24+515

SK 11 Kartal Kumlu kireçtaşı, seyrek kırıklı 70 3 3 1 0.66 2.5 18.48 İyi kaya A1

SK 12 Kartal Kireçtaşı-kumlu kireçtaşı, erime izli-karstik boşluklu 32 4 2.5 1 0.66 2.5 5.28 Orta kaya

A1

Tüm güzergahta

rastgele Fay zonları Fay breşi, kaya unu, kil, çok parçalı

kaya 10 15 0.5 5 0.5 5 0.007 Son derece zayıf kaya

A5


110

Çizelge 3.13. Tünellerde karşılaşılacak kaya birimlerine ait CSIR (RMR) sınıflaması

Km Sondaj No

Jeolojik Formasyon Litoloji

RQD σu (Mpa)

Eklem Sıklığı

Eklem Durumu

Su Durumu

Eğim Dzlt. RMR Kaya

Sınıfı Puan Puan Puan Puan Puan Puan Puan

22+805 22+830

TSK 58 İSK 8 Kartal Kireçtaşı

40 40 17 20 5 -5 50 Orta

Kaya 8 5 17 20 5 -5

22+830 22+880 İSK 9 Kartal Kireçtaşı

50 50 23 22 5 -5 59 Orta

Kaya 10 6 21 22 5 -5

22+880 22+985

İSK 10 İSK 11 İSK 12

Şeyl, grovak, kireçtaşı, andezit

15 20 6 12 5 -5 30

Çok Zayıf Kaya 4 3 11 12 5 -5

23+100 23+175 TSK 64 Kartal Grovak (Çamurtaşı,Kalkerli

Çamurtaşı), İnce Kireçtaşı

15 17 6 - - - 26

Orta Kaya

4.5 2.5 8.8 10 4 -5

23+175 23+320 TSK 65 Kartal Kireçtaşı, Erime İzli,

Grovak Ara Katkılı

65 50 32 - - - 65 İyi Kaya

13 5.8 26 20 4 -5

23+320 23+440 SK 1 Kartal Grovak (Çamurtaşı, Kalkerli

Çamurtaşı), İnce Kireçtaşı

28 32 11 - - - 45 Orta

Kaya 6.2 4.11 14.27 20 4 -5

23+440 23+650

SK 2

Kartal

Grovak (Çamurtaşı, Kalkerli Çamurtaşı), İnce Kireçtaşı

0 15 2 - - - 27 Zayıf

Kaya 3 2.42 6.56 15 4 -5

SK 3 17 50 7 - - -

37 Zayıf Kaya 4.68 5.78 11.34 15 4 -5


111


23+650 23+925

SK 4

Kartal

Grovak (Çamurtaşı,Kalkerli Çamurtaşı), İnce Kireçtaşı

33 24 13 - - - 46 Orta

Kaya 7 3.33 15.51 20 4 -5

SK 5 32 33 13 - - -

41 Orta Kaya 6.82 4.2 15.27 15 4 -5

SK 6 30 25 12 - - -

45 Orta Kaya 6.5 3.43 14.77 20 4 -5

23+925 24+120 SK 7

Kartal

Şeyl–Silisli Şeyl, Grovak Ve Kalker Ara Katkılı

17 15 7 - - - 30 Zayıf

Kaya 4.68 2.42 11.34 12 4 -5

24+120 24+160 SK 8 Silisli Şeyl , Yumrulu

Kireçtaşı, Kumtaşı 40 10 17 - - -

42 Orta Kaya 8.15 1.9 17.2 15 4 -5

24+160 24+300

SK 9 Kartal Grovak (Çamurtaşı, Kalkerli Çamurtaşı), İnce Kireçtaşı

19 27 8 - - - 40 Zayıf

Kaya 4.93 3.62 11.89 20 4 -5

SK 10 Kartal 27 23 11 - - -

43 Orta Kaya 6.05 3.23 14 20 4 -5

24+300 24+515

SK 11 Kartal Kumlu Kireçtaşı, Seyrek Kırıklı

70 45 35 - - - 75 İyi

Kaya 13.97 5.33 30.46 25 4 -5

SK 12 Kartal Kireçtaşı-Kumlu Kireçtaşı, Erime İzli-Karstik Boşluklu

29 40 12 - - - 46 Orta

Kaya 6.35 4.87 14.52 20 4 -5 Tüm

Güzergahta Rastgele

Fay Zonları

Fay Breşi, Kaya Unu, Kil, Çok Parçalı Kaya

0 10 2 - - - 11

Çok Zayıf Kaya 3 1.9 6.56 5 0 -5


112

Çizelge 3.14. Hat1 Tünel güzergahı için kaya birimlerinin mühendislik ve tünelcilik açısından sınıflandırılması (K

m)

Sond

aj N

o

Form

asyo

n

Lito

loji

RQ

D

NG

I (Q

)

CSI

R 8

9 (R

MR

)

GSI

Hoe

k 99

NA

TM 9

4 Ö

NO

RM

B22

03

TER

ZAG

Hİ

mod

ifiye

Max

. Des

teks

iz

Açı

klık

(m)

Tava

n ba

sınc

ı (k

Pa)

Biri

ncil

dest

ek

Açı

klam

alar

22+805 22+830

TSK 58 İSK 8 Kartal Kireçtaşı 40 4 50 55

B1-B2 gevrek,

çok gevrek

Az-orta bloklu ve tabakalı(3-4) 2-4 40 A2 -

22+830 22+880 İSK9 Kartal Kireçtaşı 50 5 59 65 B1

gevrek Az-orta bloklu

ve tabakalı(3-4) 4-6 40 A1 -

22+880 22+985

İSK10 İSK11 İSK 12

Kartal Şeyl, grovak,

kireçtaşı, andezit

15 0.17 30 35 B3 taneli Çok bloklu ve ince tabakalı(5) 1 240 A3 -

23+100 23+175 TSK 64 Kartal

Grovak(Çamurtaşı, kalkerli

çamurtaşı), ince kireçtaşı

15 0.1 26 31 B3 taneli Çok bloklu, ince tabakalı,parçalı

(5) 0.8 290.0 A3 -

23+175 23+320 TSK 65 Kartal

Kireçtaşı,erime izli,grovak ara

katkılı 65 6.44 65 69

B1-A2 gevrek az dökülen

Orta ölçekte bloklu 4.2 40.0 A1

A2

Esasen A1, A2 gerektiren

kısımlar ile karşılaşılabilir.

23+320 23+440 SK 1 Kartal




(5) 1.8 110.0 A2 -

23+440 23+480 SK 2 Kartal



0 0.1 27 31 C2-B3 baskılı taneli

Tamamen parçalanmış dökülebilen

0.8 290.0 A3 A5

Çok kırıklı, esasen A3, A5 te olabilir


113


23+480 23+650 SK 3 Kartal



17 0.5 37 42 B3 taneli Çok bloklu, ince tabakalı,parçalı (5) 1.5 130.0 A3 -

23+650 23+925

SK 4

Kartal




SK 5 32 0.94 41 46 B3 taneli Çok bloklu, ince tabakalı,parçalı (5) 2.0 100.0 A2 -


23+925 24+132

SK 7 Kartal

Şeyl-silisli şeyl, grovak ve kalker

ara katkılı 17 0.19 30 35 B3 taneli Çok bloklu, ince

tabakalı,parçalı (5) 1.0 230.0 A3 -

SK 8 Silisli şeyli

yumrulu kireçtaşı, kum taşı


24+132 24+312

SK 9

Kartal



19 0.56 40 45 B3 taneli Çok bloklu, ince tabakalı,parçalı (5) 1.6 120 A2 -



114


24+312 24+515

SK 11

Kartal

Kumlu kireçtaşı, seyrek kırıklı 70 18.48 75 80

A2 sonradan

az dökülen

Masif veya orta ölçekte bloklu 6.4 30.0 A1

A2

Esasen A1, A2 gerektiren kısımlar ile

karşılaşılabilir

SK 12

Kireçtaşı, kumlu kireçtaşı, erime

izli-karstik boşluklu

32 5.28 46 51 B2 çok gevrek Orta ölçekte 3.9 50.0 A1

A2



Tüm Güzergahta

Rastgele Fay

zonları

Fay breşi, kaya unu, kil, çok parçalı kaya

0 0.003 11 16 C3 çok baskılı


0.2 - A5 -


115

Çizelge 3.15. Hat 2 Tünel güzergahı için kaya birimlerinin mühendislik ve tünelcilik açısından sınıflandırılması (K

m)

Sond

aj N

o

Form

asyo

n

Lito

loji

RQ

D

NG

I (Q

)

CSI

R 8

9

(RM

R)

GSI

Hoe

k 99

NA

TM 9

4 Ö

NO

RM

B

2203

TER

ZAG

Hİ

mod

ifiye

Max

. D

este

ksiz

A

çıkl

ık(m

)

Tava

n ba

sınc

ı (kP

a)

Biri

ncil

dest

ek

Açı

klam

alar

22+822 22+850

TSK 58

İSK 8 Kartal Kireçtaşı 40 4 50 55

B1-B2 gevrek,

çok gevrek


22+850 22+905

İSK9 Kartal Kireçtaşı 50 5 59 65 B1 gevrek


22+905 23+135

İSK10

İSK11

İSK 12 Kartal

Şeyl, grovak, kireçtaşı, andezit

15 0.17 30 35 B3 taneli Çok bloklu ve ince tabakalı(5) 1 240 A3 -

23+135 23+205 TSK 64 Kartal




(5) 0.8 290.0 A3 -

23+205 23+340 TSK 65 Kartal

Kireçtaşı,erime izli,grovak arakatkılı

65 6.44 65 69 B1-A2

gevrek az dökülen

Orta ölçekte bloklu 4.2 40.0 A1

A2

Esasen A1, A2 gerektiren

kısımlar ile karşılaşılabilir.

23+340 23+470 SK 1 Kartal




(5) 1.8 110.0 A2 -

23+470 23+520 SK 2 Kartal



0 0.1 27 31 C2-B3 baskılı taneli


0.8 290.0 A3 A5

Çok kırıklı, esasen A3,

A5 de olabilir


116


23+520 23+720 SK 3 Kartal




23+720 23+960

SK 4

Kartal






23+960 24+170

SK 7

Kartal

Şeyl-silisli şeyl, grovak ve kalker

ara katkılı 17 0.19 30 35 B3 taneli Çok bloklu, ince

tabakalı,parçalı (5) 1.0 230.0 A3 -

SK 8 Silisli şeyli

yumrulu kireçtaşı, kum taşı


24+170 24+350

SK 9

Kartal



19 0.56 40 45 B3 taneli Çok bloklu, ince tabakalı,parçalı (5) 1.6 120 A2 -



117


24+350 24+548

SK 11

Kartal

Kumlu kireçtaşı, seyrek kırıklı 70 18.48 75 80

A2 sonradan

az dökülen

Masif veya orta ölçekte bloklu 6.4 30.0 A1

A2



SK 12

Kireçtaşı, kumlu kireçtaşı, erime

izli-karstik boşluklu

32 5.28 46 51 B2 çok gevrek Orta ölçekte 3.9 50.0 A1

A2



Tüm Güzergahta

Rastgele Fay

zonları

Fay breşi, kaya unu, kil, çok parçalı kaya

0 0.003 11 16 C3 çok baskılı


0.2 - A5 -


118

RQD, GSI, Terzaghi ve NATM sınıflamalarını da içeren tüm sınıflamalar ile

Q sınıflamasına bağlı olarak hesaplanan tünel tavanı destek basıncı ve desteksiz

açıklık miktarları ise Çizelge 3.14 ve 3.15’de verilmiştir. Q, RMR, GSI değerleri ile

NATM sınıflaması dikkate alınarak çizelgede aynı zamanda İstanbul Metrosu Destek

Tipleri verilmiştir (Grup Artson, Geoteknik Değerlendirme Raporu, 2007).

Bu çizelgelerden, tünel güzergahı bölgesindeki kaya birimleri için derlenen

minimum, maksimum ve ortalama Q, RMR ve GSI değerleri aşağıda Çizelge 3.16’da

verilmiştir. Çizelgede verilen değerlere göre, İstanbul Metrosu tünellerinin

Darüşşafaka-Hacıosman arasındaki kesimine konu şeyl-grovak kaya birimleri zayıf-

çok zayıf, kireçtaşı kısımları ise orta-iyi kaliteli kayaya karşılık gelmektedir. Fay

zonları çok zayıf kaya-zemin olarak dikkate alınmalıdır (Grup Artson, Geoteknik


Çizelge 3.16. Tünel güzergahı çevresindeki kaya birimlerine ait minimum, maksimum ve ortalama Q, RMR ve GSI değerleri

Kaya Birimi

NGI (Q) CSIR (RMR) GSI

Min. Max. Ort. Min. Max. Ort. Min. Max. Ort.

Grovak 0.1 1.45 0.73 26 45 40 31 51 44

Kireçtaşı 5.28 18.48 10 46 75 62 51 80 67

Şeyl 0.19 1.17 0.68 30 42 36 35 47 41

NATM sınıflamasına göre kireçtaşı kesimleri B1-A2, grovak ve şeyl birimleri

ise ağırlıklı olarak B3 zemin grubuna karşılık gelmektedir. Güzergahta karşılaşılacak

fay, volkanik dayk ve paralanma zonları NATM açısından C2-C3 zemin kabul

edilebilir (Grup Artson, Geoteknik Değerlendirme Raporu, 2007).


119

3.2.6. Projelendirme Parametreleri

Projelendirme parametreleri iki şekilde derlenmiştir. Buna yatayda ve

düşeyde değerlendirme de denilebilir. Birinci şekilde, güzergâh boyunca yüzeyden

itibaren tünel tabanı altına kadar olan farklı litoloji ve mühendislik özelliklere sahip

seviyeler ayrı ayrı değerlendirilerek projelendirmeye esas parametreleri verilmiştir

(Çizelge 3.17). (Grup Artson, Geoteknik Değerlendirme Raporu, 2007).

Çizelge 3.17. Düşey profilde zemin parametreleri

Zemin Kaya Tabakaları / Parametre

D. Birim Hacim

Ağ. (gr/cm3)

Kohezyon C (kPa)

Kayma Mukavemet

Açısı (φ)

Deformasyon Modülü (MPa)

Zem

in T

abak

alar

ı

Neojen

Katı Kumlu Kil 1.90 40 10 20

Orta Sıkı/Sıkı

Kum–Siltli Kum

1.85 5 30 40

Tüm Kayalar

Tamamen Ayrışmış

Kaya 2.20 5 30 40

Kay

a Ta

baka

ları

Grovak

Çok Ayrışmış 2.40 65 36 670

Orta Derecede Ayrışmış Seviye

2.55 135 44 1.775

Az Ayrışmış –

Ayrışmamış Seviye

2.65 225 46 3.165

Kireçtaşı

Çok-Orta Derecede Ayrışmış

2.55 160 45 2.210

Az Ayrışmış -

Ayrışmamış 2.70 900 50 16.300

Şeyl

Orta Derecede Ayrışmış

2.50 85 38 1160

Az Ayrışmış -

Ayrışmamış 2.60 130 43 2150


120

İkinci derleme ise tünel güzergahında yapılan her sondaj noktası için tünel

kesiti ile etkileme bölgesi (10 m tünel tavanı üstünden, 5 m tünel tabanı altına kadar)

içinde yer alan kaya kısmının analizi şeklindedir (Çizelge 3.18). (Grup Artson,


Çizelge 3.18. Sondaj noktalarında tünel çevresi için ortalama zemin parametreleri

Sondaj No Litoloji D. Birim Hacim

Ağ. (gr/cm3)

Kohezyon C (kPa)

Kayma Mukavemet

Açısı (φ)

Deformasyon Modülü (MPa)

TSK 64 Grovak (W1-W4) 2.55 100 37 1.100

TSK 65 Kireçtaşı (W1-W2) 2.65 500 50 10.000

SK 1 Grovak (W1-W2) 2.65 250 47 4.500

SK 2 Grovak (W1-W2) 2.65 110 35 1.100

SK 3 Grovak (W1-W4) 2.65 225 45 3.500

SK 4 Grovak (W1-W2) 2.65 250 44 4.000

SK 5 Grovak (W1-W2) 2.65 240 45 3.600

SK 6 Grovak (W1-W2) 2.65 230 44 3.750

SK 7 Şeyl (W1-W2) 2.60 90 37 1.625

SK 8 Şeyl-Grovak (W1-W2) 2.60 115 40 2350

SK 9 Grovak (W1-W2) 2.65 200 44 3.120

SK 10 Grovak (W1-W2) 2.65 225 42 3.400

SK 11 Kireçtaşı (W1-W2) 2.70 1.000 50 17.500

SK 12 Kireçtaşı (W1-W3) 2.65 190 45 3750

Fay Zonları Her Tür Kaya 2.4 50 25 450


121

Kaya birimlerine ait projelendirme parametreleri, GSI ve serbest basınç

dayanım değerleri kullanılarak Hoek tarafından geliştirilen bağıntıları esas alan

RockLab yazılım programı ile yapılan analizler sonucu belirlenmiştir. Söz konusu

analiz sonucunda elde edilen değerler kısmen güvenli tarafta kalacak şekilde

düzeltilerek yukarıdaki çizelgelere yansıtılmıştır.

Analizde örselenme katsayısı kayanın kırıklılık ve kompaktlığına bağlı olarak

0 ile 1 arasında değişken değerler şeklinde alınmıştır. Kazı sırasında örselenmemenin

kırıklı kayalarda daha az, kompakt kayaçlarda ise daha fazla olacağı mantığı esas

alınmıştır (Grup Artson, Geoteknik Değerlendirme Raporu, 2007).


122

4. ARAŞTIRMA BULGULARI Atakan EMİROĞLU

123

4. ARAŞTIRMA BULGULARI

4.1. Tünel Tipleri ve Hat Bilgileri

Bu teze konu olan Darüşşafaka İstasyonu ile Hacıosman İstasyonu arasında

A, T, C ve P tipi tünel kazıları yapılmıştır. Bu tünel tiplerinin kesitleri aşağıdaki

şekillerde gösterilmektedir

A tipi; Ana hat tünelidir. 6.16 m genişliğinde, 6.30 m yüksekliğindedir (Şekil

4.1).

Şekil 4.1. A tipi tünel enkesiti


124

T tipi; Geçiş tünelidir. 13.37 m genişliğinde, 8.16 m yüksekliğindedir (Şekil

4.2).

Şekil 4.2. T tipi tünel enkesiti

C tipi; Makas tünelidir. 11.25 m genişliğinde, 7.35 m yüksekliğindedir (Şekil

4.3).

Şekil 4.3. C tipi tünel enkesiti


125

P tipi; Peron tünelidir. 9.25 m genişliğinde, 7.84 m yüksekliğindedir (Şekil

4.4).

Şekil 4.4. P tipi tünel enkesiti

Anahat tünelleri güzergahında inşa edilecek farklı tünel tiplerine ait

kilometreler Çizelge 4.1’de verilmiştir.

Çizelge 4.1’de verilen tünel tip ve kilometreleri incelendiğinde ana hat tüneli

olan A tipi ile hat 1 ve hat 2’de toplam 2308.162 m ilerleme sağlanmıştır. Peron

tünelleri olan P tipi tünel ile hat 1 ve hat 2’de toplam 760 m ilerleme yapılmıştır.

Geçiş tüneli olan T tipi tünel ile hat 1 ve hat 2’de toplam 218 m ilerleme

sağlanmıştır. Makas tüneli olan C tipi tünel ile hat 1 ve hat 2’de toplam 150 m

ilerleme sağlanmıştır. Toplam tünel boyu ise 3436.162 m olarak gerçekleşmiştir.


126

Çizelge 4.1. Tünel tiplerine ait kilometreler

TÜNEL TİPİ

KİLOMETRE

İlerleme Mesafesi

(m) HAT 1

İlerleme Mesafesi

(m) HAT 2

P 180 22+805-22+985 180 22+822.5-23+002.5

A 777 22+985-23+762 797.5 23+002.5-23+800

T 60 23+762-23+822 22 23+800-23+822

C 75 23+822-23+897 75 23+822-23+897

T 50 23+897-23+947 86 23+897-23+983

A 175 23+947-24+122 177 23+983-24+160

P 200 24+122-24+322 200 24+160-24+360

A 193.487 24+322-24+515.487 188.175 24+360-24+548.175

Toplam 1710.487 1725.675

Metro inşaatındaki kazı ekskavatörlerle gerçekleşmiştir. Ekskavatörlerin

yetersiz kaldığı bölgelerde ise patlatma ile ilerleme sağlanmıştır. Ekskavatörlerle

kazı işleminde toplam 2267.472 m ilerleme sağlanmıştır. Geri kalan 1168.69 m de

ise patlatma ile ilerleme sağlanmıştır. Tünel tiplerine bağlı olarak gerçekleştirilen

patlatma mesafeleri ve kullanılan patlayıcı miktarları Çizelge 4.2’de

gösterilmektedir.

Patlatma ile ilerleme sırasında tünel tiplerine bağlı olarak kullanılan patlayıcı

madde miktarları da değişim göstermektedir. C ve T tipi tünellerde 2. aşama

kazılarda yapılan patlama ile ilerleme mesafeleri hesaplara katılarak patlayıcı madde

miktarları hesaplanmıştır. Kazı aşamasında; A tipi tünel 36.85 m2, P tipi tünel 65.37

m2, T tipi tünel 100.04 m2, C tipi tünel ise 76.87 m2 dir.


127

Çizelge 4.2. Tünel tiplerine bağlı patlatma ile ilerleme ve patlayıcı madde miktarı

Tünel Tipi İlerleme (m)

Kullanılan Patlayıcı Madde Miktarı

(Kg)

A 655.83 27790

P 327.76 24637

C 150 13259

T 35.1 4038

Toplam 1168.69 69724

4.2. Tünel Destek Terkipleri

Teze konu olan güzergahta gerekli çalışmalar yapıldıktan sonra tünellerin

destek tipleri belirlenmiş ve bu düzene göre tünel desteklenmesi yapılmıştır.

4.2.1. Birincil Destek Terkipleri

Anahat tünellerinin bu teze konu olan kısmında tünel etkileme bölgesi içinde

değişik kaya türü ortamlar mevcuttur. Öte yandan güzergâhın bu kısmında çapları 6.3

m ile 13.37 m arasında değişen A, T, C ve P tip tünellerin açılmıştır.

NATM’a göre destekleme terkibi Çizelge 3.14 ve 3.15’de verilmiştir. Ayrıca

verilen Q veya RMR sınıflamalarına bağlı olarak farklı destek terkipleri belirlemek

de mümkündür. Ancak uygulamada bütünsellik sağlanması ve karışıklığa yol

açmaması amacı ile tünel kazısının desteklenmesinde, geçmişten beri İstanbul

Metrosunda kullanılmakta olan A1, A2, A3 ve A5 destek terkipleri kullanılmıştır. Bu

bağlamda A tipi tüneller için A1, A2, A3, A5 destek tipleri, T, C ve P tipi tüneller

için ise A terkibi destek tiplerine eşdeğer (tünel çaplarına uyarlanarak) destek tipleri

kullanılmıştır. Kullanılan destek tipleri kilometresi belirtilerek Çizelge 4.3’de

verilmiştir.


128

Çizelge 4.3. Destek terkipleri ve kilometreleri Destek

Tipi İlerleme mesafesi

(m) Hat 1

İlerleme mesafesi

(m) Hat 2

A2

6.2 23+368.000 - 23+374.200 16.8 24+058.400 - 24+075.200

263 24+128.000 - 24+391.000

246.237 24+168.163 - 24+414.400

28.375 24+519.800 - 24+548.175

A3

554.5 22+813.500 - 23+368.000 530.9 22+900.500 - 23+431.400

27 23+374.200 - 23+401.200 552.09 23+506.310 - 24+058.400

1 23+434.800 - 23+435.800 92.963 24+075.200 - 24+168.163

640.5 23+487.500 - 24+128.000

105.4 24+414.400 - 24+519.800

113.4 24+391.000 - 24+504.400

A5

8.5 22+805.000 - 22+813.500 78 22+822.500 - 22+900.500

33.6 23+401.200 - 23+434.800

74.91 23+431.400 - 23+506.310 51.7 23+435.800 - 23+487.500

11.087 24+504.400 - 24+515.487

Toplam 1710.487 1725.675

Tünellerde yapılan destek terkipleri incelendiğinde A2 destek terkibiyle

toplam 560.612 m tünel desteklenmiştir. A3 terkibiyle toplam 2617.753 m tünel

desteklenmiştir. A5 terkibiyle 257.797 m desteklenmiştir. Toplamda 3436.162 m

tünel desteklemesi yapılmıştır. A1, A2, A3 ve A5 destek tipleri (terkipleri) aşağıdaki

elemanlardan kuruludur.


129

A1 Destek Terkibi

• Püskürtme Beton (d= 10-15 cm)

• Çelik Hasır (1 sıra)

• Swellex Bulon (L= 3.00 m uzunluğunda. 1.00-1.50 m aralıklı)

• İlerleme Mesafesi Ayna (1.0-1.50 m)

A1 destek terkibi Şekil 4.5’te gösterilmektedir.

Şekil 4.5. A1 tipi destek terkibi


130

A2 Destek Terkibi

• Püskürtme Beton (d= 20 cm)

• Çelik Hasır (1 sıra)

• Çelik iksa (1.20 m aralıklı)

• Harç dolgulu kaya bulonu veya swellex bulon (L= 3.00-5.00 m uzunluğunda

ve 1.00-1.50 m aralıklı)

• Enjeksiyonlu süren (Ø26 mm çubuk. L= 3.00 m, 2.00-2.40 m aralıklı)

• İlerleme Mesafesi Ayna (1.0-1.50 m)

A2 destek terkibi Şekil 4.6’da gösterilmektedir.



131

A3 Destek Terkibi

• Püskürtme beton (d= 20 cm)

• Çelik hasır (2 sıra)

• Çelik iksa (0.80-1.20 m aralıklı)

• Harç dolgulu kaya bulonları (L= 3.00-5.00 m) veya swellex bulonlar (L=

3.60-4.50 m) veya kendi delen enjeksiyon bulonları (L= 3.00-4.00 m ve 0.80-

1.00 M aralıklı)

• Enjeksiyonlu süren (Ø26 mm çubuk L= 3.00 m ve 1.60-2.0 m aralıklı)

• Aynaya püskürtme beton (d= 5 cm gerektiğinde)

• İlerleme Mesafesi Ayna (0.5–1.0 m)

A3 destek terkibi Şekil 4.7’de gösterilmektedir.



132

A5 Destek Terkibi

• İlerleme Boyu: 0.8-1.0 m

• Hasır Çelik: 2 Kat

• Püskürtme Betonu: 30-35 cm

• Kaya Bulonu:

1. Aşama 7 adet 6 m boyunda


5. Aşama 3 adet 6m boyunda

• Umbrella Arch:




A5 Destek terkibi Şekil 4.8’de gösterilmektedir.


Uygulanan destek sistemine göre kullanılan iksa, bulon, süren, zemin çivisi

ve Umbrella Arch borularına ait miktarlar Çizelge 4.4’de gösterilmektedir.


133

Destek terkiplerine bağlı olarak iksa, bulon, süren ve zemin çivisi miktarları

farklılık göstermektedir. Tünel tiplerine bağlı olarak da yüzey alanı farklılıkları

nedeniyle püskürtme beton miktarları farklılık göstermektedir. Kazı işlemi sırasında

ilerleme adımına göre de bu miktarlarda değişimler görünmektedir.

Çizelge 4.4. Destek terkibine bağlı kullanılan malzeme miktarları

Destek Tipi

İksa (Adet)

Bulon (Adet)

Süren (Adet)

Zemin Çivisi (Adet)

Umbrella Arch

Borusu (Adet)

Püskürtme

Beton (m3)

A2 507 3746 7270 - - 6766.58

A3 2156 15511 28293 - - 24455.2

A5 347 2059 60 4010 1658 2991.67

Toplam 3010 21316 35623 4010 1658 34213.45

Destek terkipleri belirlenen, uzunluğu Hat 1’de 1710.487 ve Hat 2’de

1725.675 m olan Darüşşafaka-Hacıosman arasındaki metro inşaatında kazı işlemi

toplam 3436.162 m olarak gerçekleştirilmiştir.


134

5. SONUÇ VE ÖNERİLER Atakan EMİROĞLU

135

5. SONUÇ VE ÖNERİLER

İstanbul Metrosu Tünellerinin Darüşşafaka-Hacıosman arasında kalan Anahat

Tünelleri güzergahının zemin koşullarının araştırılması ve projelendirmeye esas

zemin parametrelerin belirlenmesine yönelik olarak jeolojik-jeoteknik

çalışmalar yapılmıştır. Yapılan bu çalışmalar incelenip yorumlanmıştır.

Tünel zemini ve etkilenme bölgesini oluşturan kaya ortamlar NGI (Q

Lien&Barton) ve CSIR (RMR, Bieniawski) sistemlerine göre sınıflandırılmış

ve NATM kaya sınıfı eşdeğerleri belirlenmiştir. Belirlenen bu sınıflandırmalar

incelenmiş ve uygunluğu yorumlanmıştır.

Bu sınıflamalara bağlı olarak çeşitli destekleme terkipleri belirlenebilmekle

birlikte, karışıklığa yol açmamak ve bütünsellik sağlanması amacı ile tünel kazıları

için NATM kaya sınıflamasına karşılık gelen ve halen İstanbul Metrosu A tipi

tünellerinde kullanılmakta olan A1, A2, A3 ve A5 birincil destek terkipleri

kullanılmıştır. Kullanılan bu destek terkiplerinde harcanan malzeme miktarı ve

ilerleme mesafeleri hakkında gerekli bilgi verilmiştir. Bunlar incelendiğinde;

A2 destek terkibi ile toplam 560.612 m tünel desteklenmiştir. Bu 560.612 m

tünel desteklenmesinde toplam 507 adet iksa, 3746 adet kaya bulonu, 7270 adet

süren, 6766.58 m3 püskürtme beton kullanılmıştır.

A3 destek terkibi ile toplam 2617.753 m tünel desteklenmiştir. Bu 2617.753

m tünel desteklenmesinde toplam 2156 adet iksa, 15511 adet kaya bulonu, 28293

adet süren, 24455.2 m3 püskürtme beton kullanılmıştır.

A5 terkibi ile toplam 257.797 m desteklenmiştir. Bu 257.797 m tünel

desteklenmesinde toplam 347 adet iksa, 2059 adet kaya bulonu, 60 adet süren, 4010

adet zemin çivisi, 1658 adet Umbrella Arch borusu, 2991.67 m3 püskürtme beton

kullanılmıştır.

A2, A3, A5 tünel destek terkibi ile 3436.162 m tünel desteklenmesinde

toplam 3010 adet iksa, 21316 adet kaya bulonu, 35623 adet süren, 4010 adet zemin

çivisi, 1658 adet Umbrella Arch borusu, 34213.45 m3 püskürtme beton kullanılmıştır.

Tünel kazısı, zemin koşulları ve tünel çapına bağlı olarak genelde

üstyarı/altyarı şeklinde yapılmış, zemin koşullarının kötüleştiği kısımlarda üst yarı ve

5. SONUÇ VE ÖNERİLER Atakan EMİROĞLU

136

alt yarı kazısı da kendi içinde birkaç bölümde aşamalı olarak yapılmıştır. Kireçtaşı

biriminin geçildiği kesimlerde tünel kazısında patlayıcı madde kullanılmıştır.

Yapılan kazı çalışmasında ekskavatör ve patlayıcı madde ile gidilen mesafeler

belirlenmiş ve bunlar hakkında bilgi verilmiştir. Bunlar incelendiğinde;

Ekskavatörlerle kazı işleminde toplam 2267.472 m ilerleme sağlanmıştır.

Geri kalan 1168.69 m de ise patlatma ile ilerleme sağlanmıştır.

Tünel tiplerine bağlı olarak gerçekleştirilen patlatma mesafeleri ve kullanılan

patlayıcı miktarları incelendiğinde:

A tipi tünel de toplam 655.83 m ilerleme yapılmış ve 27790 kg patlayıcı

madde kullanılmıştır.

P tipi tünel de toplam 327.76 m ilerleme yapılmış ve 24637 kg patlayıcı

madde kullanılmıştır.

C tipi tünel de toplam 150 m ilerleme yapılmış ve 13259 kg patlayıcı madde

kullanılmıştır.

T tipi tünel de toplam 35.1 m ilerleme yapılmış ve 4038 kg patlayıcı

kullanılmıştır.

Toplamda 1168.69 m tünel ilerlemesinde 69724 kg patlayıcı madde

kullanılmıştır.

İstanbul’un hızla artan nüfus oranı ve yapımı planlanan 3. köprünün de

getireceği nüfus artışı göz önünde bulunursa İstanbul’un nüfus yoğunluğu ileriki

yıllarda Karadeniz kıyılarına doğru olacağı görülmektedir. Bu kapsamda Avrupa

yakasının Karadeniz’e bağlandığı Sarıyer ilçesinin nüfusunda hızlı bir artış olması

beklenmektedir. Metro inşaatının bu kısmı yakın bir zamanda nüfusunda önemli bir

artış olması beklenen Sarıyer’e uzatılması ve bu bölgede oluşabilecek trafik

probleminin çözülebilmesi açısından oldukça önemli bir yer teşkil etmektedir.

Nüfusu 15 milyona yaklaşan İstanbul için metro hatlarının arttırılması ve

sistemin tramvay, hafif raylı sistem, banliyö, vapur hatları ile entegre bir şekilde

planlanması ve yeniden düzenlenmesi gerekmektedir.

137

KAYNAKLAR

AKLAN, S., 2002. Tünel Kazısında Karşılaşılan Problemler, Doğuş Holding İnşaat

Grubu.

ARIOĞLU, E., 1998. Metro Tünellerinin Duyarlılığının Korunması, Yapı Merkezi.

BARTON, N., LIEU R. ve LIMDE I., 1974. Engineering Clasification of Rock

Masses for the Design of Tunnel Support. Oslo Norway, 106s.

CRAİG, R.F., 2004. Basic Soil Mechanics. Seventy Edition, Spon Basımevi,

Londra, 447s.

ÇEÇEN, Ö., 2007. İstanbul Metrosu Koksa Tünelleri Yüzey Deformasyon Analizi.

İ.T.Ü. Mühendislik Fakültesi-Yüksek Lisans Tezi, 88s.

DİNÇER, R., 2000. Tünel Mühendisliğinde Jeoteknik Etüt ve Uygulamada

Karşılaşılan Problemler. Yüksel proje uluslar arası A.Ş. , Ankara.

ERGUVANLI, K., 1982. Mühendislik Jeolojisi. İ.T.Ü. Matbaası Gümüşsuyu,

Yenilenmiş 3. Baskı.

ERİŞ, İ., 1999. İstanbul Metrosunda Geçilen Kayaçların Yeraltı Kazıları Açısından

Yorumu, Yeraltı Kaya Yapılarında Mühendislik Jeolojisi. Mühendislik

Jeolojisi Bülteni, 17, 92-102s.

GRUP ARTSON ARAŞTIRMA SONDAJLARI MÜHENDİSLİK TİCARET

LİMİTET ŞİRKETİ, 2007. İstanbul Metrosu Darüşşafaka-Hacıosman arası

Geoteknik Değerlendirme Raporu, İstanbul.

GRUP ARTSON ARAŞTIRMA SONDAJLARI MÜHENDİSLİK TİCARET

LİMİTET ŞİRKETİ, 2006. İstanbul Metrosu 4.Levent-Ayazağa arası

Jeoteknik Değerlendirme Raporu, İstanbul.

HOEK, E. and BROWN, E.T., 1980. Underground Excavations in Rock.Institutions

Of Mining and Metallurgy. London, 382s.

HOEK, E., 2000. Kaya Mühendisliği. TMMOB Maden Mühendisleri Odası Yayını,

Ankara, 319s.

http://www.urbanrail.net/index.html (Erişim tarihi: 3 Şubat 2010)

İzmir Metro A.Ş. , http://www.izmirmetro.com.tr/ (Erişim tarihi: 5 Şubat 2010)

http://www.urbanrail.net/index.html

http://www.izmirmetro.com.tr/

138

KARPUZ, C. ve HİNDİSTAN M.A., Kaya Mekaniği İlkeleri ve Uygulamaları.

TMMOB Maden Mühendisleri Odası Yayını Ankara, 346s. KETİN, İ. ve GÜNER, G., 1989. İstanbul Bölgesinde Karbonifer Yaşlı Trakya

Formasyonu’nun Yapısal Özelliği. Mühendislik Jeoloji Bülteni, İstanbul,

sayı:11, 13-18s.

KUMBASAR, V. ve KİP, V.; 1985. Zemin Mekaniği Problemleri. Çağlayan

Yayınevi, İstanbul.

KURT, C., YILMAZ, Ö. ve ŞİMŞEK, S., 2002. İstanbul Metrosu Tünellerinde

Umbrella Arch Yönteminin uygulanması ve sonuçları.Ulaşımda yeraltı

kazıları 1.Sempozyumu, TMMOB Maden Mühendisleri Odası Yayını,

İstanbul, 331-342 s.

KÖKSAL, D. M., 2007. Dünya’da ve Türkiye’de ulaşım amaçlı yeraltı mühendislik

yapıları-Tarihsel Bir Bakış. 2.Ulaşımda yeraltı kazıları sempozyumu

bildiriler kitabı, TMMOB Maden Mühendisleri Odası Yayını, İstanbul, 604s.

MÖRÖY, K., 2001. İstanbul Metrosu Yenikapı-Unkapanı Arası İnşaatı Yenikapı

Tünellerinde, Kil Zeminlerde Uygulanan Klasik Tünel Açma Yöntemi İle

Umbrella Arch Yönteminin Karşılaştırılması.Yüksel Proje (Yayımlanmamış )

RABCEWICZ, L., The Austrian Tunneling Method.Water print.

ŞEKERCİOĞLU, E.; 2002. Yapıların Projelendirilmesinde Mühendislik Jeolojisi.

TMMOB Jeoloji Mühendisleri Odası Yayınları, Ankara, 18-21s.

ULUSAY, R., 2003. KAYA KÜTLELERİNİN MÜHENDİSLİK ÖZELLİKLERİ,

TMMOB Jeoloji Mühendisleri Odası Yayınları, Ankara, 60s.

UZUNER, B.A., 1998. Temel Zemin Mekaniği.Teknik Yayınevi, Ankara.

YÜKSEL PROJE ULUSLAR ARASI A.Ş. 1997. İstanbul Metrosu 1.Aşama İnşaatı

Levent - Ayazağa arası Jeoteknik Değerlendirme Raporu. Ankara.

YÜKSEL PROJE ULUSLAR ARASI A.Ş. 2005. İstanbul Metrosu 4.Levent-

Ayazağa Kesimi Depo Sahası ve Bağlantı Hatları Jeoteknik Değerlendirme

Raporu. Ankara.

139

ÖZGEÇMİŞ

1985 yılında Giresun’da doğdu. İlk ve orta öğrenimini Giresun’da

tamamladıktan sonra 2004 yılında Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık

Fakültesi Maden Mühendisliği Bölümünü kazandı, 2008 yılında mezun oldu ve aynı

yıl Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Maden Mühendisliği Ana Bilim

dalında yüksek lisans eğitimine başladı.

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ …Bu çalışma Yeni Avusturya Tünel Açma Metodu...

Documents

Transcript of ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ …Bu çalışma Yeni Avusturya Tünel Açma Metodu...