ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Transkript

1 ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ Ramazan ŞALLI ERMENEK BARAJI VE HES GÖVDE KAZISI PATLATMALARININ İNCELENMESİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİMDALI ADANA, 2008

2 ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ERMENEK BARAJI VE HES GÖVDE KAZISI PATLATMALARININ İNCELENMESİ Ramazan ŞALLI YÜKSEK LİSANS TEZİ Ç.Ü FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MADEN MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI Bu tez.../.../... Tarihinde Aşağıdaki Juri Üyeleri Tarafından Oybirliği / Oyçokluğu ile Kabul Edilmiştir. İmza Doç. Dr. Alaettin KILIÇ ÜYE İmza Doç.Dr. Suphi URAL ÜYE İmza Doç.Dr. Ergül YAŞAR ÜYE İmza. Doç. Dr. A. Mahmut KILIÇ DANIŞMAN İmza. Yrd.Doç.Dr. Hakan GÜNEYLİ ÜYE Bu tez Enstitümüz Maden Mühendisliği Anabilim Dalında hazırlanmıştır. Kod No Enstitü Müdürü Prof. Dr. Aziz ERTUNÇ İmza ve Mühür * Not: Bu tezde kullanılan özgün ve başka kaynaktan yapılan bildirişlerin, çizelge, şekil ve fotoğrafların kaynak gösterilmeden kullanımı, 5846 sayılı Fikir ve Sanat Eserleri Kanunundaki hükümlere tabidir.

3 ÖZ YÜKSEK LİSANS TEZİ ERMENEK BARAJI VE HES GÖVDE KAZILARI PATLATMALARININ İNCELENMESİ Ramazan ŞALLI ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MADEN MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI Danışman : Doç.Dr. Alaettin KILIÇ Yıl : 2008, Sayfa :88 Jüri : Doç. Dr. Suphi URAL Doç. Dr. Ergül YAŞAR Doç. Dr. A. Mahmut KILIÇ Yrd. Doç. Dr. Hakan GÜNEYLİ Bu çalışmada, Ermenek Barajı ve HES Projesi tanıtılmış, 700 m kotu altında uygulanan Ön-Kesme Kontrollü Patlatma Yöntemi incelenmiştir. Ermenek Barajı Karaman ilinin Ermenek İlçesindedir. Baraj yeri Ermenek e 15 km olup, ilçenin Güneydoğu sundadır. Talvegten yüksekliği 210 m, temelden yüksekliği 230 m ve Rezervuar alanı 60,74 km 2 olacaktır. 4,5 milyar m 3 su tutacaktır. Ermenek barajı dar bir vadiye yapılmaktadır. Gövdenin yapılacağı yer, Kontrollü Patlatma Yöntemi ile uygun boyutlara getirilmiştir. Sağ ve sol yamaçta patlatmalar yapılarak, buradaki formasyon için en uygun patlatma paterni ortaya konulmuştur. Titreşimler 30 mm/sn altında tutulmuştur. Toplam olarak sağ ve sol yamaçtan kontrollü patlatmalar ile m 3 kazı yapılmıştır. Bu kazı için kg patlayıcı kullanılmış ve özgül şarj 0,424 kg/m 3 olarak hesaplanmıştır. Anahtar Kelimeler: Ermenek Barajı, Yer Seçimi, Kontrollü Patlatma, Titreşim I

4 ABSTRACT MsC THESIS STUDY OF ERMENEK DAM AND DETONATION IN THE EXCAVATIONS OF HES BUILDING BODY Ramazan ŞALLI DEPARTEMENT OF MINING ENGINEERING INSTITUTE OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES UNIVERSITY OF CUKUROVA Supervisor : Assoc. Prof. Dr. Alaettin KILIÇ Year : 2008, Sayfa :88 Jury : Assoc.Prof. Dr. Suphi URAL Assoc.Prof. Dr. Ergül YAŞAR Assoc.Prof. Dr. A. Mahmut KILIÇ Assist.Prof. Dr. Hakan GÜNEYLİ In this study, Ermenek Dam and HEPP are introduced and the method of Presplitting Controlled Detonation applied at between the elevation of +700 m and 480 m. Ermenek Dam is located in the Ermenek county in the Karaman province. The location of the dam is in the southeastern part of the county and 15 kms away from Ermenek. Height from the thalweg will be 210 m, height from the basis will be 230 m and Reservoir area will be 60,74 km 2. It will hold 4,5 billion m 3 of water. Ermenek Dam is being built upon a narrow valley. The place where the body will be built has been sized by means of The Method of Controlled Detonation. The most suitable pattern for the formation in this place were determined doing detonations in the right and left braes. Vibrations were kept below 30 mm/sec. With the controlled detonations in the right and left braes, m 3 area has been excavated kgs of explosives have been used for this excavation and specific charge has been calculated as 0,424 kg/m 3. Key Words: Ermenek Dam, Selection, Controlled Detonation, Vibration II

5 TEŞEKKÜR Öncelikle bu çalışmanın yurt madenciliğine faydalı olmasını diliyor, çalışmanın yapılmasında her türlü yardımlarını esirgemeyen danışman hocam Doç. Dr. Alaettin KILIÇ a çok teşekkür ediyorum. Çalışmanın hazırlanması sürecinde bilgilerinden ve çalışmalarından faydalandığım Ermenek Barajı ve HES İnşaatı işinde çalışan Devlet Su İşleri 4. Bölge Ermenek Şube Elemanlarından İnşaat Müh. Hamza BIYIKLI, Harita Müh. Bayram Ali ÇELİK, Jeoloji Müh. Ahmet SAYHARMAN a teşekkür ediyorum. Ayrıca dökümanların toplanması aşamalarında yardımlarını esirgemeyen BM İnşaat A.Ş nin elemanlarına teşekkür ederim. Yüksek lisans eğitimime başlamamda ve hayata yeni bir kapı açmamda maddi ve manevi çok büyük faydalarını gördüğüm ve her zaman örnek aldığım babam Dursun ŞALLI ya, annem Şehri ŞALLI ya ve abim Avukat Adem ŞALLI ya çok teşekkür ederim. III

6 İÇİNDEKİLER SAYFA NO ÖZ... I ABSTRACT... II TEŞEKKÜR... III İÇİNDEKİLER...IV ŞEKİLLER DİZİNİ...VI ÇİZELGELER DİZİNİ... VII 1. GİRİŞ ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR MALZEME ve YÖNTEM Malzeme Bölgenin Genel Jeolojisi Allokton Birimler Otokton Birimler Topoğrafya Yapısal Jeoloji Hidrojeoloji İklim ve Bitki Örtüsü Baraj Yeri ve Göl Alanı Jeolojisi Ermenek Barajı Mühendislik Jeolojisi Yer Seçimi İçin Yapılan Çalışmalar Ermenek Baraj Aks Yeri Kaya Deneyi Ermenek Barajı ve HES Genel Proje Bileşenleri Kullanılan Patlayıcı Maddeler Anfo (Ana şarj) Powergel Magnum 365 (36*400 mm) Powergel TRİMEX (DN 19*735 mm, 220 gr) İnfilaklı Fitil (10 gr PETN/m) Exel MS 500 ms ( Delik içi kapsül sistemi) Exel HTD 25 ms, 42 ms ve 65 ms (Yüzey bağlantı sistemi) IV

7 Delik Delme Makinesi (ROC D7) Kullanılan Taşıyıcı ve Yükleyici Makineler Enjeksiyon İşlemleri Kontrollü Patlatma Tanımı ve Teknikleri YÖNTEM Ermenek Barajı ve HES Gövde Kazısı Patlatma İşlemleri Ermenek Barajı ve HES Delme Patlatma Tasarımı Patlatma İşlemleri Deliklerin Delinmesi Deliklerin Doldurulması ve Patlatılması Bir Sonraki Patlatmaya Hazırlık Kontrollü Patlatma Uygulamaları ARAŞTIRMA BULGULARI SONUÇLAR KAYNAKLAR ÖZGEÇMİŞ EKLER V

8 ŞEKİLLER DİZİNİ SAYFA NO Şekil 1.1. Yer bulduru haritası... 3 Şekil 3.1. Görmel formasyonu marnları Şekil 3.2. Sağ ve Sol Sahil deki Nadire Kireçtaşları Şekil 3.3. Rezervuar Alanı ndan bir görüntü Şekil 3.4. Gövdenin yapıldığı V şekilli 1 Cc den görünüm Şekil 3.5. Proje ölçeği alternatiflerinin ekonomik karşılaştırılması Şekil 3.6. Sol Sahil Dolusavak görünüm Şekil 3.7. Sağ Sahil Dolusavak görünüm Şekil 3.8. Powergel Magnum Şekil 3.9. Powergel Trimex görünümü Şekil İnfilaklı Fitiller Şekil Roc D7 delik delme makinesi Şekil Cable Crane çalışmasından bir görünüm Şekil Klasik bir Ön-Kesme Patlatması uygulamasının görünümü Şekil Delikler arası mesafe ve delik düzeni Şekil Ön-Kesme Deliği şematik görünümü Şekil Üretim Deliği şematik görünümü Şekil Roc D7 ile delik delme işleminden bir görünüm Şekil Patlayıcıların deliklere yerleştirilmesi Şekil Deliklere Anfo doldurulması Şekil Deliklerin sıkılanmasından görünüm Şekil Patlatma hazır bir bölüm Şekil Sol Sahil de ankrajlanmış bir bölge Şekil Çelik hasır ve püskürtme beton işlemi Şekil Sulu alanda gelik içi şematik görünümü VI

9 ÇİZELGELER DİZİNİ SAYFA NO Çizelge 3.1. Baraj yerinde belirlenen faylar Çizelge 3.2. Akışaşağı alternatif planların ekonomik karşılaştırılması Çizelge 3.3. Akışyukarı alternatif planların ekonomik karşılaştırılması Çizelge 3.4. Beton Kemer Barajın genel özellikleri Çizelge 3.5. Anfo nun teknik özellikleri Çizelge 3.6. Powergel magnum 365 (36*400) teknik zellikleri Çizelge 3.7. Kamyonların teknik özellikleri Çizelge 3.8. Paletli yükleyicilerin teknik özellikleri Çizelge 3.9. Enjeksiyon galerilerinin kotları, uzunluk ve yerleri Çizelge Ön kesme deliklerinin özellikleri Çizelge Üretim Deliklerinin özellikleri Çizelge 4.1. Sağ Sahil de kullanılan patlayıcı malzemeler Çizelge 4.2. Sağ Sahil özül şarj miktarları Çizelge 4.3. Sağ Sahil de m 3 başına düşen patlayıcı miktarları VII

10 1. GİRİŞ Ramazan ŞALLI 1. GİRİŞ Ermenek projesi Türkiye nin Güneyindeki Göksu Irmağı havzasında olup, Ermenek Irmağının Göksü Irmağına karışmasından önceki bir kısımda yer alır. Çalışma alanı Göksu nehrinin Ermenek kolu üzerinde yer almaktadır. Çalışma alanı, Şekil 1.1 de görüldüğü gibi 1/25000 ölçekli Alanya O29 c3-c4 paftalarını kapsamaktadır (EİE, 1999a). Ermenek vadisi Küçük ve Zeyve Çayları arasında oldukça yayvan ve açıktır. Bundan sonra Gezende Rezervuarına kadar ortalama eğimi 1/72 olan dar bir vadiyi geçmektedir. Baraj yeri Ermenek ilçesine 15 km uzaktadır. Santral binası baraj yerinin 8 km mansabındadır. Arazi engebeli olmakla beraber, baraj ve santral yerlerine ulaşım yolları mevcuttur. Proje enerji üretim amacı için planlanmıştır (EİE, 1999a). Projenin yeri, Toros kuşağının orta kısmında, Akdeniz kıyı çizgisinden (Anamur) Kuzeye doğru yaklaşık olarak 50 km mesafede bulunmaktadır. Proje alanına Mersin-Silifke-Mut-Ermenek veya Mersin-Gülnar-Ermenek güzergahları izlenerek ulaşılabilmektedir. Proje alanındaki ulaşım imkanları iyidir. Asfalt ve stabilize yolların yanı sıra muhtelif orman yoları da mevcuttur. Mut Ermenek asfalt karayolu, Silifke Ankara karayolundan ayrılır ve 92 km uzunluğundadır. Çevredeki köyleri baraj yerine bağlayan pek çok stabilize yol mevcuttur. Su tutulması sonucu Ermenek Anamur yolunun bir kısmı su altında kalacağı için bu yolun bu kısımlarının relokasyonu yapılacaktır. Mersin ve Silifke limanları, inşaat esnasında gerekecek malzemenin temininde kullanılacaktır (EİE, 1999a). Ermenek Hidroelektrik Santral projesi halen inşaat aşamasında olan bir projedir. Baraj, Göksu nehrinin kollarından olan Ermenek nehri üzerinde konumlandırılmıştır. Proje için fizibilite çalışmaları 1990'da bitirilmiştir. Ermenek barajı ve hidroelektrik santral projesi; dar ve derin bir kanyon içerisinde yerleşmiş, çift eğrilikli asimetrik ince kemer beton gövdesi ve 302,4 MW kapasitesiyle kurulmuş yüzeydeki elektrik santraline bağlı olan 8064 m uzunluğundaki enerji tünelinden oluşmaktadır. Ermenek barajı rezervuarı (göl alanı) 60,74 km 2 alanı kaplayacaktır ve 4,5 milyar m 3 su tutacaktır. 1

11 1. GİRİŞ Ramazan ŞALLI Çalışmanın amacı, Ermenek Barajı ve HES projesinde gövdenin oturtulacağı vadinin sağ ve sol sahilinde yapılmakta olan ve şu an sonlara yaklaşılmış olan gövde kazılarındaki Ön Çatlatmalı Kontrollü Patlatmalar ın incelenmesi, patlatma için önerilmiş olan paternlerin değerlendirilmesi ve patlatmalar yorumlanıp sonuçlarının ortaya konulmasıdır. Bu amaçla arazi ve büro çalışmaları yapılmıştır. Arazi çalışmalarında baraj yeri jeoloji haritası halihazırda bulunan baraj yeri genel jeoloji haritası ndan incelenmiştir. Patlatmaların yapıldığı formasyon hakkında bilgi edinilmiştir. Patlatma ile ilgili yapılan çalışmalar izlenmiş ve tez için gerekli veriler toplanmıştır. Büro çalışmalarında patlatma sırasında yapılmış olan ölçümler doküman haline getirilip incelenmiş ve patlatmanın ne kadar sağlıklı yapılıp yapılmadığı hakkında sonuca varılmıştır. Gerekli bilgisayar programları kullanılarak dokümanlar bilgisayar ortamına aktarılmıştır. Oluşan veriler ışığında patlatma işlemleri yorumlanarak yapılan işlem hakkında sonuçlara ulaşılmış ve önerilerde bulunulmuştur.. 2

12 1. GİRİŞ Ramazan ŞALLI Şekil 1.1. Yer bulduru haritası (E.İ.E, 1999a) 3

13 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Ramazan ŞALLI 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Koçyiğit (1976) tarafından; Karaman-Ermenek (Konya) Bölgesinde Ofiyolitli Melanje Diğer Oluşuklar adlı çalışmasında, çalışılan yörede yüzeyleyen kaya birimlerinin, stratigrafik ve tektonik özellikleri açısından birbiriyle ayrıcalık gösteren iki birlik oluşturduğunu belirtmiştir. Bunlar Ofiyolitli melanj ve Diğer oluşuklar olarak adlandırılmıştır. Ayrıca inceleme alanının çoğunlukla volkanitlerden (dolerit, spilit, diyabaz, ignimbritik tüf, cam tüfü, v.b) kısmen de çökel kayalardan (grovak, kil, marn, radyolarit ve bol miktarda Radiolaria içeren plaket biçiminde pelajik kireçtaşları) oluşmuş bir hamur (matriks) içinde, Orta Permiyen den Maestrihtiyen e kadar değişen yaş, litoloji ve boyutlardaki bloklar ile olistostromlardan oluşan renkli melanj olduğunu belirtmiştir. Renkli melanj oluşturan kaya birimlerinin, denizel Miyosen çökelleriyle transgressif olarak örtüldüğünü belirtmiştir. Birbirleriyle yanal ve düşey geçişler gösteren, polijenik çakıltaşı, kumtaşı, kum, silt, kil, marn, resif kireçtaşı, kumlu kireçtaşı ile bunlar üzerine açısız uyumsuzlukla gelen Pliyosen yaşlı gölsel kireçtaşları ise diğer oluşuklar olarak adlandırıldığını belirtmiştir. Önç (1987) tarafından yapılan, Ermenek Baraj Yeri Jeoteknik Ara Raporu adlı incelemesinde, Ermenek barajı için seçilen baraj yerlerinin, göl alanının ve kuvvet tüneli güzergahının mühendislik jeolojisi çalışmalarını ayrıntılı bir şekilde ortaya koymuştur. Bu çalışmalar sonucunda Görmel Köprüsü nün akışaşağı kısmındaki dar vadiye 190 m yüksekliğinde ince beton kemer bir baraj yapılması kesinlik kazanmıştır. Ermenek Barajı nın ve göl alanının mühendislik jeolojisini bütün yönleri ile ortaya koymuştur. Özsan (1990) tarafından yapılan; Görmel Barajı (Ermenek, GD-Konya) Kuvvet Tünel Güzergahının Mühendislik Jeolojisi İncelemesi adlı çalışmasında, Görmel barajı kuvvet tünel güzergahındaki kaya birimlerini Jeomekanik (RMR) ve Q sistemlerine göre değerlendirmiş, her iki sisteme göre gerekli destekleme önlemlerini karşılaştırmıştır. Q Sistemi ile yapılan değerlendirmenin daha ayrıntılı ve geçerli olduğunu ve bu sistem parametrelerinin kombinasyonlarına, göre gerekli destek 4

14 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Ramazan ŞALLI önlemlerinin alınması şartı ile Görmel barajı kuvvet tünel güzergahının, mühendislik jeolojisi bakımından tünel inşaatına uygun olduğunu belirtmiştir. Ulusan (1997) tarafından; Ermenek II Barajının Mühendislik Jeoloji Çalışmaları adlı çalışmasında, Orta Toroslar ın batısında yer alan inceleme alanında Yeşilköy ile Dumlugöz arasında Göksu nehrinin bir kolunu oluşturan Ermenek Çayı üzerinde ilk kez baraj yeri araştırmaları yapılmıştır. Baraj yerleri araştırmaları sonucunda birisi Aladağ Birliğine ait Haydar Formasyonu üzerine, diğeri de Dumlugöze Formasyonu üzerinde olmak üzere iki adet baraj yeri belirlenmiştir. Ancak seçilen bent yerlerinin temelinde geçirimsizliği sağlamak için enjeksiyon perdesini bağlayacak bir temel kayası bulunmadığı ve çok küçük göl alanlarına sahip oldukları tespit edilmiş ve dolayısıyla rezervuarlarında enerji üretimi için yeterli miktarda su toplayamayacakları anlaşılmıştır. Bunun üzerine baraj projesinden vazgeçilip tünel santral projesine yönelinmiştir. Tünel santral projesi için alternatif tünel güzergahları önerilmiş ve RSR, jeomekanik RMR ve Q sınıflamaları ile tünelin açılacağı kaya kütlelerinin niteliği ve uygun destekleme yöntemleri ortaya konulmaya çalışılmıştır. Karaman ve Kılıç (2000) tarafından; Kontrollü Patlatma Yöntemleri ve Tarsus Ayrımı-Gaziantep Otoyolu T2 Tüneli Uygulaması çalışmasında öncelikle kontrollü patlatma yöntemleri olarak bilinen hat delme, son-kesme ve ön-kesme detaylı olarak anlatılmıştır. Daha sonra Tarsus Ayrımı-Gaziantep Otoyolu T2 tünelinde son-kesme ve hat delme uygulamaları örnek olarak verilmiştir. T2 tünelinde başarılı bir son-kesme ve hat delme uygulaması ile kazı hattı dışındaki kayaçta çatlamalar ve aşırı kazı en aza indirilmiştir. Bunun sonucunda tahkimat ve püskürtme beton kullanımı azaltılmış ve maliyet düşürülmüştür. Sonuç olarak şu öneriler yapılmıştır. Son-kesme yöntemi yeraltı, ön kesme yöntemi ise yerüstü patlatmaları için daha uygundur. Hat delme yöntemi zayıf ve yumuşak formasyonlarda hem yerüstü, hem de yeraltı patlatmalarında uygulanabilir. Ayrıca hat delme, daha düzgün yüzey elde etmek amacıyla diğer yöntemlerle kombine bir şekilde kullanılabilir. T2 tünelinde son-kesme ve hat delme yöntemleri başarıyla uygulanmıştır. Bu yöntemler sayesinde, tünel cidarındaki çatlamalar ve aşırı kazı 5

15 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Ramazan ŞALLI minimumda kalmış, düzgün bir yüzey elde edilmiş ve dolayısıyla tahkimat ve püskürtme beton masrafı en aza indirilmiştir. Akkoyun ve Ayhan (2001) tarafından; Dağkaya Kalker Ocağında Uygulanan Kare ve Şeşbeş Delik Düzelerinin Karşılaştırılması isimli çalışmada, Şeşbeş düzende, ayni çalışma koşullarında bir delikten elde edilen üretim % 30 artmıştır. Bununla birlikte bu düzende; bir ton kalker için; ANFO tüketimi %23,17, dinamit tüketimi %23,66, kapsül tüketimi %23,69 ve patlayıcı madde maliyeti %23,23 azalmıştır. Bir ton kalker üretmek için yapılan toplam patlayıcı madde gideri %23,23 azalmıştır. Ayrıca şeşbeş düzende delicinin delme noktalarına daha hızlı ve pratik ulaşmasını sağlayacak bir çalışma şekli önerilmiştir. Keser (2002) tarafından; Kontrollü Patlatma Teknikleri İncelenmesi ve Uygulama Yöntemlerinin Belirlenmesi çalışmasında, kalıcı şevde meydana gelen hasarları önlemek amacı ile geliştirilen özel patlatma teknikleri üzerinde durmuştur. Kalıcı şev oluşturulması gereken işletmelerde delme-patlatma çalışmalarının birim maliyeti azaltılmaya çalışılırken yapılan patlatma çalışmaları kalıcı şevi olumsuz yönde etkilemeye başlamıştır. Bu nedenle kalıcı şevlerdeki hasarları önlemek amacı ile geliştirilen kontrollü özel patlatma yöntemlerinin uygulanması kaçınılmaz olmuştur. Kontrollü özel patlatma teknikleri açık maden işletmelerinde, yol şevlerinde, tünel kazılarında, baraj inşaatlarında ve kanal kazılarında kaya fırlamaları sonucu oluşan hasarları ve kalıcı şevde meydana gelen geri kırma, son kırma gibi hasarları önlemek amacıyla kullanılmıştır. Çalışma sonuncunda elde edilen verilere dayanarak, iyi bir kontrollü patlatma yapılabilmesi için dikkat edilmesi gereken; kontrollü patlatma yönteminin, delik çapının, delik düzeninin, patlayıcı maddenin ve ateşleme elemanının seçimidir. Kontrollü patlatmanın ideal koşulları jeolojik yapıya da bağlı olarak deneme yanılma yoluyla bulunabilir. Kullanım yerine bağlı olarak bazı değişiklikler yapıldıktan sonra kontrollü patlatma kullanılarak birçok uygulama alanında başarılı sonuçlar elde edilebilmektedir. Keser, Konak, Onur ve Alpaslan (2003) tarafından; Kontrollü Patlatma Teknikleri ve Borçka Barajı Projesindeki Uygulamanın İncelenmesi çalışması yapılmıştır. Bu çalışmada kalıcı şevde meydana gelen hasarları önlemek amacıyla geliştirilen kontrollü özel patlatma teknikleri üzerinde durulmuş ve bu tekniklerden 6

16 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Ramazan ŞALLI birisi olan Ön Kesme Patlatmasının Borçka Baraj projesinde yapılan uygulamaları incelenmiştir. Borçka Baraj projesinde Ön Kesme Patlatmalarında kullanılan patlayıcı madde cinsi, patlatma yöntemi ve delik dizaynı gibi teknik parametreler incelenerek elde edilen sonuçlar değerlendirilmiştir. Bu sonuçlara göre, Kontrollü patlatma yöntemleri uzun yıllardır yeraltı ve yerüstü kazılarında kullanılmaktadır. Formasyona ve şartlara uygun yöntem ve patlatma düzeni ile başarılı sonuçlar elde edilmektedir. Kullanım yerine bağlı olarak bazı değişiklikler yapıldıktan sonra kontrollü patlatma kullanılarak birçok uygulama alanında başarılı sonuçlar elde edilebilmektedir. Kontrollü patlatmanın ideal koşulları jeolojik yapıya da bağlı olarak deneme yanılma yoluyla bulunabilir. Bu nedenle, patlatma konusunun içinde bulunan mühendisler kontrollü patlatmanın ideal koşullarını temel teorik bilgileri edindikten sonra, minimum deneme yanılma ile arazide bulacaklardır. Borçka Barajı Projesinde uygulanan Ön Kesme patlatmaları, baraj inşaatında belirli toleranslar dahilinde kalınması gereken ölçüler nedeniyle işletme açısından son derece önemlidir. Ön kesme patlatmalarından ilk deneme atımları haricinde başarılı sonuçlar alınmıştır. Başarılı sonuçlar alınan ön kesme patlatmalarında kullanılan özgül patlayıcı miktarı 0,20 kg/m 2 ile 0,45 kg/m 2 arasında değişmektedir. Kullanılan ortalama özgül patlayıcı miktarı; baraj inşaatında 0,352 kg/m 2, yol yapımında ise 0,288 kg/m 2 olarak belirlenmiştir. Ön kesme delikleri dışındaki ateşleme işlemleri ve ana patlatma deliklerindeki ateşleme işlemleri için kullanılan gecikmeli elektrikli kapsüller, bölgenin çok yağışlı olması nedeniyle hem patlatmaların verimi, hem de emniyet açısından büyük bir risk oluşturmaktadır. Bu nedenle ateşleme elemanı olarak Nonel kapsüllerin kullanımı tasarlanmalıdır sonuçlarına ulaşmışlardır. Akkoyun (2004) tarafından; Bir Kireçtaşı Ocağında Uygulanan Patlatma Delik Çapının Değişiminin Sonuçları çalışmasında, kireçtaşı ve taşocaklarında yapılan patlatma uygulamalarına değinilmiş ve bir kireçtaşı ocağındaki patlatma çalışmasında yapılan iyileştirme ve sonuçları sunulmuştur. Patlatma delik çapları değiştirilerek patlatma uygulamaları yapılmış ve değişimin patlatmaya etkileri incelenmiştir. Sonuçta 89 mm delik çapı ile 1 ton kireçtaşı üretmek için ortalama 0,206 kg ANFO ve 0,005 kg dinamit kullanılırken; önerilen 102 mm delik çapı ile 1 ton kireçtaşı üretmek için ortalama 0,180 kg ANFO ve 0,003 kg dinamit tüketimi 7

17 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Ramazan ŞALLI gerçekleştirilmiştir. ANFO giderlerinde %12, dinamit giderlerinde ise %30 lara varan gerilemelere ulaşılmıştır. Hiç kuşku yok ki delik çapının büyültülmesi doğrudan doğruya istenilen ürün tane boyu ile ilgilidir ve çap büyüdükçe, delikler arası mesafe arttıkça ürün tane boyu da büyüyecektir. Parametreler değiştirilirken dikkat edilmesi gereken hedefler ise başta emniyet koşulları olmak üzere; en uygun delme ve patlatma maliyetinde ve istenilen tane boyunda malzeme üretmek olmalıdır. Bu çalışmalar için de; birden çok patlatma parametresinin olduğu, kontrolün sağlanabildiği basamak patlatmaları tercih edilmelidir. Ayrıca çalışmalar yapılarak parametreleri belirlenen işletmelerde kontrol sürmeli ve değişmesi muhtemel kayaç ve ocak şartlarına göre ve yenilenen patlayıcı madde teknolojisine göre patlatma parametreleri yeniden gözden geçirilmelidir. Akkoyun (2004) tarafından; Bir Manyezit Açık İşletmesinde Uygulanan Kontrollü Patlatma çalışması yapılmıştır ve sonuçları sunulmuştur. Genel olarak kontrollü patlatmalar hakkında bilgi verildikten sonra bir açık işletmede yapılan üretim patlatmasının, işletmenin su deposuna olan etkisini en aza indirmek için yapılan ön kesme uygulamasını da içeren kontrollü patlatma uygulamasının hazırlık aşaması, delik düzeni tespiti, şarj ve atım sonrası sonuçları değerlendirilmiştir. Sonuç olarak, Ön-kesme yöntemi uygulanarak yapılan kontrollü patlatma sonucunda patlatma bölgesine çok yakın olan depo binası hasar görmeden patlatma yapılmıştır. Örtü malzemesi görevini yerine getirmiş, savrulan kaya sorunu yaşanmamıştır. Ocakta her zaman yapılan üretim patlatmalarında kullanılan elektrikli kapsül ile ateşlemeye alışkın olan işçiler için infilaklı fitil ile ateşleme çok gürültü çıkardığından dolayı çıkan gürültü ve özellikle havaya yükselen lastik parçalarının çıkardığı toz biraz korkutucu olmuş, işçilerden bir kısmı depo binasının yıkıldığını sanmış ise de sonradan olumsuz bir sonuç olmadığı ortaya çıkmıştır. Buradan patlatma öncesi çalışanların ve çevredekilerin nasıl bir sonuç beklendiği hakkında bilgilendirilmelerinin gerekli olduğu sonucu çıkarılmıştır. Yapılan incelemede depo binasında hiçbir hasar tespit edilmemiştir. Ancak delme zamanı, ön-kesme deliklerinin hazırlanmasında, delme maliyetinde ve dinamit giderlerindeki artış gibi olumsuzluklar değerlendirilerek üretimin aynı aynadan devam etmesi durumunda her üretim patlatmasının kontrollü patlatma şeklinde, ön-kesme uygulaması olarak 8

18 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Ramazan ŞALLI yapılamayacağına karar verilmiştir. Bunun yerine deponun bir an önce taşınması daha pratik ekonomik olacaktır. Bu, söz konusu işletme şartlarına ait bir durumdur ve risk altındaki yapılar bu kadar kolay yer değiştiremez olduklarında kontrollü patlatmalar kaçınılmaz olacaktır. Ayrıca geride düzgün bir satıha sahip ayna ya da şev bırakmak için ön-kesme delikleri içerisindeki patlayıcı madde daha homojen dağıtılabilir. Ancak böyle bir satıh oluşturmak, söz konusu uygulama açısından hedeflenen bir amaç olmadığı için patlayıcı madde birer metre ara ile bağlanmıştır. Kontrollü patlatmalar, özel amaçlar için özel uygulamalar olarak geliştirilmişlerdir. Kaya patlatma uygulamasının her türlü sonucunu tahmin edilebilir, denetlenebilir hale getirmek için geliştirilen kimi zaman klasik uygulamalarla kıyaslanınca daha masraflı ve bilgi birikimi isteyen ancak bu olumsuz yanlarının yanında kazandırdığı çok olumlu sonuçlar ile de tercih edilen uygulanan yöntemler olarak karşımıza çıkmaya devam edecektir diye öneriler ortaya atılmıştır. Pamuk (2006) tarafından; Ermenek Barajındaki Enjeksiyon Uygulamaları ve Geçirimsiz Perde Çalışmaları adlı çalışmasında, Ermenek Barajı ve Hidroelektrik Santral projesinin, enjeksiyon uygulamaları, geçirimsiz perde tasarımı ve temel kaya arasındaki ilişkinin ortaya konması amaçlanmıştır. Su kaçaklarını önlemek için barajın sağ ve sol yakasında ve de gövde altında enjeksiyon perdesi oluşturulmuştur. Bu perdenin baraj temelini oluşturan Jura-Kratese yaşlı Allokton kireçtaşı içerisinde olduğu ortaya konulmuştur. Yapılan çalışma neticesinde, fay, eklem ve tabakalanma yüzeyleri gibi süreksizlikler kaya kütlesinin dayanımını olumsuz yönde etkilerken karstlaşma ve geçirimliliği de arttırmaktadır. Dolayısı ile benzer yapısal özellikler sunan diğer zonlarda ve diğer benzer projelerde perde oluşturulurken elde edilen veriler model olarak kullanılabilir. 9

19 3. MALZEME ve YÖNTEM 3.1. Malzeme Bölgenin Genel Jeolojisi Proje alanının büyük bir kısmında ana kaya Üst Kretase yaşlı Ermenek Ofiyolitik Melanjı'dır. Bu ana kaya farklı özelliklerde ve tabakalar halinde Karbonifer-Üst Kretase yaşlı sedimanter birimlerinden, özellikle de kireçtaşından oluşmaktadır. Matriks tabakaları diyabaz, serpantinit peridodit, gabro, grovak, grovaklı kumtaşı, konglomera ve şistten oluşmaktadır. Proje alanının batısında, Nadire ve Kapız yakınlarında, Paleozoik-Mesozoik yaşlı Aladağ Birimi yer almaktadır. Proje alanında Aladağ Birimi'ne ait iki formasyon, Üst Triyas yaşlı Balcılar Formasyonu ve Jura-Alt Kretase yaşlı Cihandere Formasyonu görülmektedir. Her iki formasyon da başlıca kireçtaşından oluşmaktadır (E.İ.E, 1999b). Proje alanında Senozoik ve Tersiyer yaşlı, çoğunlukla tebeşirimsi kireçtaşından oluşan Alt-Miyosen yaşlı Görmel Formasyonu ve marn, kumtaşı, konglomera ve kireçtaşından oluşan Orta-Miyosen yaşlı Ermenek Formasyonu ile temsil edilmektedir. Teras birikintileri ve yamaç molozları gibi Kuvaterner birikintiler büyük çoğunlukla yamaçlarda ve nehir boylarında görülmektedir. Rezervuar alanı jeoloji haritası Ek 5a, 5b de ve baraj yeri jeoloji haritası Ek 4a, 4b, 4c de verilmiştir (E.İ.E, 1999b) Allokton Birimler Aladağ Birliği, yaşlıdan gence Göksu, Dumlugöze, Haydar, Balcılar ve Cihandere formasyonlarından oluşmaktadır. Ancak, bindirmeler nedeniyle kolaylıkla gözlenemeyen Aladağ Birliği nden proje alanında görülen iki formasyon Üst Triyas yaşlı Balcılar Formasyonu ile Jura-Alt Kretase yaşlı Cihandere Formasyonu dur. Balcılar formasyonu (Trb), en alt kısmı kızıl konglomeradan, üst kısmı ise killi kireçtaşı ve aralarında kumtaşı tabakaları bulunan kırmızı-bordo renkli kil 10

20 katmanlarından oluşur. Balcılar Formasyonu nu konkordan olarak örten Cihandere Formasyonu ise alttan üste doğru olarak dolomitik kireçtaşı, oolitik-pisolitik kireçtaşı ve açık gri renkli kireçtaşı katmanlarından oluşmaktadır. Çimene birliği, proje alanının doğu kısmında Ermenek çayı boyunca yüzeylenmektedir. Bu birlik alttan üstte doğru Balkusan (Cçb), Eskice (Pçe), Tahtacı (Trç), Veysel Dere (Trçv), Kükürce (Trçk) ve Nisakışlağı (Kçnk) formasyonlarıdır. Bozkır Birliği, triyas sedimanları, esas olarak ince tabakalı kireçtaşı ve marn ardalanması, orta kalın tabakalı kireçtaşı ardalanmalı marnlardan oluşmaktadır. Bu sedimanlar Erik vadisinde bulunmaktadır. Bu Triyas sedimanları, gömülü olistolitlerden oluşan matriks halindeki bir melanj tarafından örtülmüştür. Bu matriks aşağıdan yukarıya doğru, fliş sedimanları, tabakalı kireçtaşları, silisli kireçtaşları, kuvarsitler ve ofiyolitlerden (spilitler, serpantinleşmiş peridotitler, gabrolar ve serpantinitler) oluşmuşlardır. Olistolitler ya izole olmuş dev bloklardan ya da matriks içerisine gömülü seri tabakalardan oluşmaktadır. Olistolitler çeşitli tip ve yaştadır. Baraj yeri de bunlardan birinin üzerinde bulunmaktadır. Bozkır birliğinin diğer belli başlı olistolitleri Ermenek ve Erik kuvvet tünelleri tarafından kesilmektedir Otokton Birimler Görmel Formasyonu (Tg), Şekil 3.1 de görüldüğü gibi proje alanında Ermenek Çayı nın her iki sahilinde geniş alanları kaplayan Görmel Formasyonu, Ermenek Ofiyolitik Melanjı nın erozyona uğramış kısımlarını doldurduğundan derinliği farklılık göstermektedir. Bu formasyon başlıca olarak marndan, kısmen de kiltaşı, kumtaşı, killi ya da kumlu kireçtaşı ve konglomeradan oluşmakta olup, formasyonda kömür bantları da yer almaktadır. Ermenek İlçesi nin güneybatısında, Küçüksu Deresi nin sağ sahilinde bir kömür madeni bulunmaktadır. Görmel Formasyonu, alttaki formasyon olan Ermenek Ofiyolitik Melanjı nı açısal diskordans ile örtmektedir. Ermenek Formasyonu da yine açısal diskordans ile Görmel Formasyonu nun üzerine gelmektedir. 11

21 Şekil 3.1. Görmel formasyonu marnları Ermenek Formasyonu (T e ), proje alanının kuzey ve güney kesimlerinde oldukça yüksek rakımlarda, Ermenek Vadisi boyunca sarp kayalıklarla, mostra vermektedir. Çoğunlukla kireçtaşından, kısmen kumlu kireçtaşı, kumtaşı ve marndan oluşmaktadır. Karstik görünüşünden dolayı sahada kolaylıkla tespit edilen Ermenek Formasyonu nun kalınlığı Küçük Çayı nın akışyukarı kesimlerinde 500 m olarak tahmin edilmiştir. Ermenek Formasyonu ve Görmel Formasyonu arasındaki temas her iki formasyonun üst kısımlarındaki şiddetli aşınma ve üzerini örten kalın yamaç molozu tabakası nedeniyle zorlukla fark edilir. Ermenek Formasyonu, Aladağ Grubu nu, Ermenek Ofiyolitik Melanjı nı ve Görmel Formasyonu nu açısal diskordanslar ile örtmektedir Topoğrafya Ermenek Çayı Göksu Nehri'nin en büyük koludur ve Göksu Nehri'ne Mut yakınlarında karışır. Göksu Nehri Havzası Orta Toros Sıradağları'nın orta kısmında yer alır. Orta Toros Sıradağları, Güney ve Güneydoğu Anadolu boyunca uzanan Toros Dağı Kuşağı'nın bir parçasıdır. 12

22 Proje alanı, Ermenek Çayı'nın orta kesimindedir. Ermenek Baraj yeri Ermenek İlçesi'nin güneyinde, Görmel Köprüsü'nün nehir kilometresi olarak yaklaşık 1,2 km mansabında yer almaktadır. Santral yeri, nehir uzunluğu olarak baraj yerinden 8 km akışaşağıda planlanmaktadır. Baraj gölü, Ermenek Çayı'nın Küçük Çay'la birleştiği yerden, Ermenek Çayı membasına doğru Nadire Pınarı'nı geçerek yaklaşık 14 km, Ermenek Çayı mansabına doğru Görmel Köprüsü'nü geçerek yaklaşık 10 km, Küçük Çay'ın membasına doğru ise yine yaklaşık 10 km kadar uzanarak, yaklaşık 60,75 km 2 alan kaplayacaktır. Proje alanı, Ermenek Çayı'nın çevresinde m arasında yükseltilere sahiptir. Bu bölgedeki başlıca jeolojik yapıyı Tersiyer Miyosen yaşlı Ermenek Formasyonu'nun kalın ve yatay olarak istiflenmiş kireçtaşları oluşturmaktadır. Proje alanında Ermenek Çayı batıdan doğuya doğru akmaktadır. Ermenek Çayı'nın, proje alanının kuzey kısmındaki başlıca kolları, kuzeyden güneye akan Küçük Çayı ve Bağkuşan Çayı, güney kısmında da ise güneyden kuzeye akan Zeyve Deresi ve Erik Deresi'dir. Küçük Çayı ile Zeyve Deresi arasında kalan ve Ermenek Baraj Gölü'nün büyük bir kısmını oluşturacak olan alanda Ermenek Çayı'nın her iki sahili de az eğimli olup, anakaya Tersiyer yaşlı Görmel Formasyonu'nun marnlarından oluşmaktadır. Bu alanda geçmişte meydana gelmiş paleo-heyelanların kalıntıları yer almaktadır. Ancak, günümüzde bu alanlar duraylı yapıya sahiptir ve herhangi bir kayma hareketi görülmemektedir (E.İ.E, 1999b) Yapısal Jeoloji Yakın zamanda olan tektonik deformasyonların en önemlisi Tersiyer'de Paleojen ve Miyosen arasında oluşmuştur. Bundan sonra epirojenez sonucunda alan yükselmiş ve Tersiyer ve erken Kuvaterner dönemlerde meydana gelen erozyonla bölge bugünkü topoğrafik özelliklerini kazanmıştır. Proje alanında Ermenek Ofiyolitik Melanjı ve Görmel Formasyonu nda kıvrımlar gözlenmekte olup bu kıvrımlar, özellikle Görmel Formasyonu ndakiler, küçük ve yerel yapılardır. Sahada görülebilen tek kıvrım, Eskice Köyü nün yaklaşık 13

23 3 km güneyinde Ermenek Çayı boyunca uzanan Ofiyolitik melanjın Çimene Grubu bloklarında yer alan, doğu-batı doğrultulu antiklinal kıvrımdır. Nadire Formasyonu ve Kükürce Formasyonu kireçtaşı bloklarında bazı faylar görülmekle birlikte, söz konusu faylar küçük ölçeklidir. Görmel ve Ermenek formasyonlarında da büyük ölçekli fay yapısına rastlanmamıştır. Proje alanının batısında, Nadire yakınlarında, Aladağ Birimi ile Ermenek Ofiyolitik Melanjı arasında, bir bindirme fayı yer almaktadır. Bu tektonik kontakt yapısının Tersiyer Paleojen'de oluştuğu tahmin edilmektedir (E.İ.E, 1999b) Hidrojeoloji Proje alanındaki hidrojeolojik şartlar, oldukça karmaşık olup jeolojik ve yapısal şartların da karmaşıklığını göstermektedir. Bununla birlikte proje alanında bir çok hidrolojik sistem ve akifer bulunmaktadır. Ermenek kireçtaşı, bölgesel karakterli bir akifer oluşturmaktadır. Kireçtaşı kısmen çok karstiktir ve böylece su sirkülasyonu bağlantılı boşluklar ve süreksizliklerle de meydana gelmektedir. Ermenek kireçtaşı akiferi, Ermenek vadisini sınırlayan geniş plato üzerindeki yağışlarla beslenmektedir. Ermenek kireçtaşı, geçirimsiz yarı geçirimli Görmel marnları ve fliş çökelleri üzerinde uyumsuz olarak bulunduğundan dolayı bazı büyük ve çok sayıda küçük kaynaklar, birimin alt sınırında ortaya çıkmaktadır. Ermenek kireçtaşının geniş kireçtaşı olistolitleri üzerinde uyumsuz olarak bulunduğu yerlerde, altta bulunan olistolitler yeraltısuyu ile beslenebilirler. Altta bulunan, sürüklenmiş birimlerde, karakteristik bir akifer bulunmamaktadır. Olistolitler nispeten geçirimsiz kayalarla (fliş ve ofiyolitik hamur) sarılmıştır. Bu olistolitler, zayıf olarak beslenseler de bunların alt kısımları büyük bir olasılıkla doygundur. Nispeten geçirimsiz fliş çökellerinde drenaj zayıftır ve su seviyesi muhtemelen yüksektir. Gevşek malzemeli akiferler, göl alanının alt kotlarında (alüvyal taşkın sahası) olmak üzere vadi tabanında ve şev boyunca ortaya çıkmaktadır. 14

24 İklim ve Bitki Örtüsü Proje alanının bulunduğu Göksu havzasında Akdeniz kıyı şeridi ile iç bölgelerin yeraldığı yüksek bölgeler arasında iklim açısından büyük farklılıklar bulunmaktadır. Ermenek nehri havzasının alt kısımlarında Akdeniz İklimi hakimdir. Membaya doğru gidildikçe, kot yükselir ve iklim, yükselen kotun etkisiyle soğur. Havzanın ortalama kotu (1.600 m), havzanın Akdeniz İklimi ile Karasal İklim arasında bir geçiş bölgesi olduğunu göstermektedir. Havzadaki meteoroloji istasyonlarındaki ortalama yağış miktarları 500 mm ile 900 mm arasında değişmektedir. Ermenekteki yıllık ortalama sıcaklık, 11,8 C ve maksimum yıllık sıcaklıklar, Temmuz ayında 39 C ve Ocak ayında -11,5 C olarak ölçülmüştür. Proje alanı, orta sıklıkla ormanla kaplıdır (çam, karaçam). Yağış, gerek yağmur gerekse kar yağışı, genellikle düşük basıncın aktive olduğu ilkbahar ve kış mevsimlerinde görülmektedir. Yaz mevsiminde ise iklim kurak olmaktadır. Tarımsal aktiviteler gelecekte rezervuar olacak bölgede yoğunlaşmıştır (EİE, 1999b) Baraj Yeri ve Göl Alanı Jeolojisi Baraj yeri, Ermenek Ofiyolitik Melanjı ndaki Üst Jura-Kretase yaşlı kireçtaşı bloğunda yer almaktadır. Ermenek Ofiyolitik Melanjı ndaki Nadire Formasyonu nun kireçtaşı baraj yerinde anakayayı oluşturmaktadır (Şekil 3.2). Nadire Formasyonu nun tüm blokları beyaz-bej renkli ofiyolitik kayalar tarafından çevrelenmiştir. Baraj yerindeki jeolojik durum Ek-4a, 4b, 4c de verilmiştir. 15

25 Şekil 3.2. Sağ ve sol sahil deki nadire kireçtaşları Çizelge 3.1 de görüldüğü gibi nadire kireçtaşı bloğunda 3 adet küçük ölçekli fay belirlenmiştir. F-1, F-2 ve F-3 olarak adlandırılan bu fayların 0,5 ila 1 m genişliğinde açıklıkları ve/veya kırık bölgeleri vardır. Nehir yatağında ise önemli fay yapıları bulunmadığı düşünülmektedir (E.İ.E, 1999b). Baraj yerinde, nehir yatağından 650 m yüksekliğe kadar fazla aşınma görünmemektedir. Her iki sahil de dike yakın eğimde olup, duraylı yapıdadır. Kaya yüzeyi, 650 m yükseklikten yukarıda her iki sahilde de orta derecede aşınmıştır. 650 m ile 720 m kotları arasında eğim sol sahilde 55º, sağ sahilde 70º olup, yamaçlar yer yer 1-2 m kalınlığında yamaç molozu ile kaplanmıştır. 720 m yükseklikten yukarıda her iki sahildeki eğim 15-30º arasındadır. Her iki sahil de bu seviyeler arasında yüzey kısımları hariç oldukça duraylıdır. 16

26 Çizelge 3.1. Baraj yerinde belirlenen faylar (E.İ.E, 1990b) Fay Yeri Doğrultu ve Eğim F-1 Baraj yerindeki dar vadinin akışyukarı tarafı K 30º B / dik F-2 Baraj yerindeki dar vadinin orta kısmında, baraj ekseninden 100 m akışyukarıda K 70-90º B / 50-75º GB F-3 Sol sahilde, F-2 nin kolu, baraj ekseninden 100 m akışyukarıda K 60-70º B / 65-80º GB Göl alanında başlıca jeolojik yapıyı Tersiyer Görmel Formasyonu'nun marn, kumtaşı ve konglomera gibi tortul kayaları ve yer yer Ermenek Ofiyolitik Melanjı'nın matriks tabakaları ile kireçtaşı blokları oluşturmaktadır (Şekil 3.3). Kireçtaşı blokları dışında kalan kayalar az geçirgen olup, erime belirtileri gözlenmemektedir. Dolayısıyla, Görmel Formasyonu ve melanjın matriks (hamur) tabakalarından oluşan alanın genelinde sızıntı sorunu beklenmemektedir. Kireçtaşı, sadece baraj yerinde ve baraj gölünün en uç kısmındaki alanda bulunmaktadır. Perde enjeksiyon yoluyla bu kireçtaşlarında geçirimsizlik sağlanacaktır. Şekil 3.3. Rezervuar alanından bir görüntü 17

27 Baraj gölünü çevreleyen alandaki yamaçların az eğimli olması nedeniyle göl alanında herhangi bir yamaç duraylılığı problemine rastlanmamıştır. Bunun yanı sıra, göl alanını çevreleyen alanda geçmişte meydana gelmiş olan heyelanlar gözlenmekle birlikte, bu alanın az eğimli (ortalama %10) olması ve seviye düşme hızının son derece az (10 cm/gün) olması nedeniyle baraj gölünü etkileyecek herhangi bir kitle hareketi beklenmemektedir. Yer kayması, genellikle, eğimin %20'den fazla olduğu alanlarda ve baraj gölünde seviye düşme hızının 2 m/gün'den fazla olduğu durumlarda görülmektedir. Bu nedenlerden ötürü, su tutma sırasında ve sonrasında kayda değer ölçekte heyelan meydana gelmesi beklenmemektedir (EİE, 1990b) Ermenek Barajı Mühendislik Jeolojisi Yer Seçimi İçin Yapılan Çalışmalar Yapılması planlanan Ermenek Projesi, Gezende Barajı ve Hidroelektrik Santrali'nin (HES) akışyukarısında ve Ermenek ilçe merkezinin yaklaşık 10 km güney doğusunda yer almaktadır. Proje kapsamında yapılması planlanan tesisler; Ermenek Barajı, Ermenek İletim Tüneli ve Ermenek HES dir. Ermenek Projesi nin gerçekleştirilmesi ile birlikte, Ermenek Çayı sularının hidroelektrik potansiyelinin değerlendirilmesi sonucunda Ermenek HES nde 300 (2 150) MW kurulu güç ve yılda toplam GWh enerji üretimi ile ülke ekonomisinin gelişmesine katkı sağlanacaktır. Ön çalışması 1990 yılında Japan International Cooperation Agency (JICA) ve Elektrik İşleri Etüd İdaresi (EİE) tarafından tamamlanmıştır. Fizibilite çalışmaları sonucunda teknik ve ekonomik yönden yapılabilir bulunan Ermenek Projesi, BM Mühendislik ve İnşaat Ltd. Şti'nin liderliğini üstlendiği bir konsorsiyum tarafından gerçekleştirilmektedir. JICA tarafından yapılan fizibilite çalışmasında Ermenek Projesi nin yapılabilirliğinin yanı sıra, Proje nin akışaşağısında yer alan Gezende Barajı ve HES'nin güvenilir enerji miktarını arttırması yönündeki etkisi de incelenmiştir. 18

28 EİE tarafından Ermenek Çayı Havzası'nda Gezende Barajı kuyruksuyu seviyesi olan 333 m'den yukarı kotlardaki düşünün değerlendirilmesi için alternatif gelişme planları çalışılmıştır. EİE tarafından önerilen 5 alternatif baraj yeri gösterilmiştir. Bu alternatif baraj yerlerinden II-A ve II-B Gezende Barajı kuyruksuyu bitiminde, I-A, I-B ve I-C ise daha üst kesimlerde yer almaktadır. Bunlardan I-A baraj yeri, EİE tarafından yapılan ön araştırmalar sonucunda, baraj yerinde bulunan karstik kireçtaşından kaynaklanabilecek sızıntı problemi nedeniyle teknik olarak yapılabilir bulunmamıştır (E.İ.E, 1990b). JICA tarafından yapılan fizibilite çalışmalarında, I-B ve I-C baraj yerleri karşılaştırılmış ve I-C baraj yerinin ekonomik açıdan daha uygun olduğu bulunmuştur. I-C baraj yeri Ermenek Çayı vadisinin boğaz kesiminde, I-B baraj yeri ise I-C'nin 1 km akışyukarısında yer almaktadır. Oldukça dar bir vadide yer alan I-C alternatifi için beton kemer baraj önerilirken, daha geniş bir vadi kesitinde bulunan I-B alternatifi için kaya dolgu baraj tipi uygun görülmüştür. Yapılan ön ekonomik analiz sonucunda, I-B baraj yerinde yapılacak kaya dolgu barajın inşaat maliyetinin, I-C'de yapılacak beton kemer barajın inşaat maliyetinin 1.5 katı olacağı hesaplanmıştır. Dolayısıyla I-B alternatif baraj yeri de elenmiştir (E.İ.E, 1990b). Gezende Barajı kuyruksuyu bitiminde yer alan II-A ve II-B alternatif baraj yerleri ise, I-C baraj yerinden Gezende kuyruksuyuna kadar uzanacak iletim tünelinin maliyetinin azaltılması olasılığının incelenmesi amacıyla değerlendirilmiştir. I-C'de kurulması muhtemel bir barajdan Gezende Baraj Gölü'ne kadar yaklaşık 9 km'lik bir iletim tüneli yapılması gerekmektedir. Gezende kuyruksuyuna yakın ikinci bir baraj (II-A ya da II-B) ile iletim tüneli uzunluğu 2 km'ye kadar düşürülebilecektir. Bu değerlendirmeler sonucunda üç alternatif yapım planı geliştirilmiştir: (1) yalnızca I-C barajı, (2) I-C ve II-A barajları ve (3) I-C ve II-B barajları. Bu çalışmanın sonuçları Çizelge 3.2' de özetlenmektedir. Yapılan ön ekonomik etüd sonucu, (1) numaralı alternatif planın daha avantajlı olduğu görülmüştür (E.İ.E, 1990b). Ermenek baraj yerinin I-C olarak seçilmesinden sonra, 645 m yükseklikten yukarı kotlardaki düşünün değerlendirilmesi amacıyla üç alternatif geliştirilmiştir. Bunlardan birincisi, Ermenek (I-C) Barajı'nın yüksekliğinin arttırılmasıdır. Diğer iki 19

29 seçenek ise, Ermenek Barajı'nın yüksekliğini sabit tutarak Nadire yakınlarında inşa edilecek ikinci bir baraj ile kalan düşünün değerlendirilmesidir. İkinci ve üçüncü seçenekler için Nadire'nin akışyukarısı ve akışaşağısında iki alternatif baraj yeri belirlenmiştir. Çizelge 3.3 de görüldüğü gibi yapılan ön ekonomik etüd sonucunda, ikinci ve üçüncü seçeneklerin yıllık net faydalarının negatif hesaplanması nedeniyle, Ermenek Barajı'nın akışyukarısında ikinci bir baraj yapılması seçeneği tercih edilebilir bulunmamıştır. Çizelge 3.2. Akışaşağı alternatif planlarının ekonomik karşılaştırması (E.İ.E, 1999b) Birim Yalnızca I-C Barajı I-C Barajı ve II-A Barajı I-C Barajı ve II-B Barajı Kurulu güç MW (I-C) 200 (I-C) 60 (II-A) 50 (II-B) Yıllık toplam enerji üretimi GWh İletim tüneli uzunluğu m İnşaat maliyeti 10 6 USD$ 319,1 368,6 339,9 Yıllık maliyet 10 6 USD$ 40,2 46,4 42,8 Yıllık gelir 10 6 USD$ 72,0 68,4 67,7 Yıllık net fayda 10 6 USD$ 31,8 22,0 24,.9 Çizelge 3.3. Akışyukarı alternatif planlarının ekonomik karşılaştırması (E.İ.E, 1999b) Birim Yalnızca Ermenek Barajı Nadire Barajı (Akışaşağı) Nadire Barajı (Akışyukarı) Kurulu güç MW Yıllık toplam enerji üretimi GWh ,2 117,7 İnşaat maliyeti 10 6 USD$ 319,1 123,4 80,2 Yıllık maliyet 10 6 USD$ 40,2 14,2 9,2 Yıllık gelir 10 6 USD$ 72,0 8,0 3,7 Yıllık net fayda 10 6 USD$ 31,8-6,2-5,5 20

30 Alternatif gelişme planlarının değerlendirilmesi sonucunda, Ermenek Barajı için en uygun alternatifin I-C yerinde yapılacak beton kemer bir baraj olduğu belirlenmiştir. Baraj aksı için en uygun kesitin ve en uygun proje ölçeğinin belirlenmesi için alternatifler geliştirilmiştir. Belirlenen üç alternatif baraj aksı için farklı baraj yüksekliği seçenekleri analiz edilmiştir. Bunlardan, I-Ca ve I-Cb baraj aksı alternatifleri için 3 alternatif yükseklik (640, 660 ve 670 m) değerlendirilmiştir. I-Cc baraj aksı için değerlendirilen alternatif yükseklikler 660, 680 ve 700 metrelerdir. I-Ca baraj aksı, Ermenek Vadisi'nin boğaz girişinde, I-Cb baraj aksı I-Ca' dan 80 m akışaşağıda ve I-Cc baraj aksı ise I-Cb' den 220 m akışaşağıda boğazın en dar olduğu yerde bulunmaktadır. I-Ca en fazla kret uzunluğuna sahip olup, beton hacmi ve dolayısıyla inşaat maliyeti en fazla olan seçenektir. I-Cb seçeneği ise, topografyası nedeniyle en fazla temel kazısını gerektirmektedir ve inşaat maliyeti de buna paralel olarak artmaktadır. Boğazın en dar kesitinde yer alan I-Cc seçeneğinde ise, iletim tüneli uzunluğu, beton hacmi ve temel kazısı hacmi diğer alternatiflere göre daha azdır. Bu avantajlara ek olarak, boğazın en dar yerinde bulunması nedeniyle I-Cc' de toplam maliyetin baraj yüksekliğine göre artış hızı, diğer seçeneklere göre oldukça düşüktür (Şekil 3.5). Sonuç olarak, I-Ca ve I-Cb alternatifleri uygun bulunmayarak, Ermenek Baraj Aksı I-Cc olarak belirlenmiştir (Şekil 3.4). 21

31 Şekil 3.4. Gövde nin yapıldığı V şekilli 1 Cc den görünüm 90 İnşaat maliyeti (milyon $USD) I-Ca I-Cb I-Cc Baraj yüksekliği (m) Şekil 3.5. Proje ölçeği alternatiflerinin ekonomik karşılaştırması (E.İ.E, 1999b) 22

32 Ermenek Baraj Aks Yeri Kaya Deneyi Ermenek Barajı aks yerinde, gövdenin yaslanacağı temel kayanın deformabilite özelliklerini saptamak amacıyla enjeksiyon tünellerinde gövde eksenine dik 4 adet cep açılmış ve buralarda 4 tanesi sağ, 4 tanesi sol sahilde olmak üzere toplam 8 adet plaka yükleme deneyi yapılmıştır. Deney yerleri GR-3 Galerisi GR-4 Galerisi GL-2 Galerisi GL-4 Galerisi dir (D.S.İ, 2004). Cepler yaklaşık 4m derinliğinde açılmış olup, 1 nolu deneyler cebin ağzına yakın, 2 nolu deneyler cebin aynasına yakın yapılmıştır. Öncelikle, yükleme yapılacak yerin kaya yüzeyi temizlenip, düz ve pürüzsüz bir yüzey elde edilmiş sonra deney ekipmanı kurulmuştur. Basıncın kayaya üniform iletilebilmesi için, başlık kalıplarının içine ortalama 2,5 cm kalınlığında yüksek mukavemetli çimento harcı dökülmüştür. Yükleme yöntemi olarak, deneylerde DSİ kaya zemin mekaniği servisince kullanılan yükleme programı uygulanmıştır. Buna göre program; 1. Evre - 17,5 kgf/cm 2 2. Evre 35,0 kgf/cm 2 3. Evre 52,5 kgf/cm 2 4. Evre 70,0 kgf/cm 2 olarak, maksimum basınçlar altında uygulanmıştır. Uygulama sonucunda; deney esnasında yapılan üç deformasyon ölçerin okumalarının ortalaması alınarak her basınç kademesi için deplasman değerleri hesaplanmıştır. Toplam Deformasyon, Elastik Deformasyon, Plastik Deformasyon, Kümülatif Toplam Plastik Deformasyon ve Krip Deformasyon değerleri hesaplanmıştır. Yükü üniform dağıtmak amacıyla yükleme başlığı ile kaya yüzeyi arasına dökülen yaklaşık 2,5 cm kalınlığındaki betonun basınç dayanımı ve elastik modülü ihmal edilebilir değerler olduğundan hesaplarda dikkate alınmamıştır. 23

33 Sonuçta; GR-3 Galerisindeki cepte yer alan birimler için elastik modül, E e = kgf/cm 2, krip faktörü en düşük % 9,2 en yüksek % 41,4 bulunmuştur. GR-4 Galerisindeki cepte yer alan birimler için elastik modül, Ee = kgf/cm 2, krip faktörü en düşük % 9,4 en yüksek % 50 bulunmuştur. GL-2 Galerisindeki cepte yer alan birimler için elastik modül, E e = kgf/cm 2, krip faktörü en düşük % 19,4 en yüksek % 146,4 bulunmuştur. GL-4 Galerisindeki cepte yer alan birimler için elastik modül, E e = kgf/cm 2, krip faktörü en düşük % 13,3 en yüksek % 40,5 bulunmuştur (D.S.İ, 2004) Ermenek Barajı ve HES Genel Proje Bileşenleri Ermenek Hidroelektrik Santral projesi halen inşaat aşamasında olan bir projedir. Baraj, Göksu nehrinin kollarından olan Ermenek nehri üzerinde konumlandırılmıştır. Çizelge 3.4 de verildiği gibi Ermenek Barajı 210 m yüksekliğinde ince kemer bir baraj olup, çok dar bir boğaz olan Görmel Boğazında inşa edilmektedir. Çift eğrilikli asimetrik ince kemer beton gövdesi, memba ve mansab batardoları, bir adet çevirme tüneli, 2 dolu savak tüneli, gövde altında 1 adet dipsavak yapısı, enerji tüneli ve santral binasından oluşmaktadır (D.S.İ 2007). Ermenek barajı rezervuarı (göl alanı) 60,75 km 2 alanı kaplayacaktır ve 4,5 milyar m 3 su tutacaktır ( Pamuk, 2006). Ermenek barajı, beton kemer tipte baraj gövdesi, Kemer barajın memba ve mansap yüzleri elipslerden teşkil edilmiştir. 24

34 Çizelge 3.4. Beton kemer barajın genel özellikleri Gövde dolgu tipi İnce Beton Kemer Kret Kotu 700 m Talvegten Yükseklik 210 m Temelden Yükseklik 230 m Kret Uzunluğu 123 m Kret Kalınlığı 7 m Tabandaki Kalınlık 25 m Beton Baraj Hacmi m 3 Temel Tıkacı Beton Hacmi m 3 Baraj Kazı Hacmi m 3 Normal su kotunda göl hacmi hm 3 Normal su kotunda göl alanı 60,74 km 2 Güç Yıllık Üretim 306,5 MW 1.047,8 GWh Baraj ekseni, Ermenek Ofiyolitik Melanjı nda bulunan üst Jura-Kratese Kireçtaşı bloğundadır. Bu kireçtaşı sert ve masif, fakat birçok çözülmüş bloklar içermektedir (E.İ.E 1999). At nalı şeklinde 6 m çapında iki adetten ibaret olan derivasyon tüneli, aks yerinin sol yamacında bulunmaktadır. 934,5 m uzunluğunda olan tünel 778 m 3 /s deşarj kapasitesine sahiptir. Kati projeye göre baraj gövdesinin alt kısmına düşük seviyeli bir dipsavak yapılmıştır. Esas olarak 25 m yüksekliğinde beton blok olan dipsavak yapısı 490 m kotundaki temel tıkacın üzerine, baraj gövdesinin alt kısmına inşa edilmiştir. Alt kotu, beton blok boyunca 510,5 m olan 45 m uzunluğunda 2 ayrı yatay konduvi dipsavağın esasını oluşturmaktır (D.S.İ, 2007). Şekil 3.6 ve Şekil 3.7 de görülen Dolusavak Tesisleri, seçilen baraj tipine, topoğrafik ve jeolojik şartlara uyum sağlayacak şekilde sağ yamaç ve sol yamaca birer adet olmak üzere projelendirilmiştir. Bu tesisler önden alışlı basınçlı tünel şeklinde olacaktır. Sağ ve sol sahile birbirine benzer şekilde inşa edilecek olan bu yapılar, 3 m x 4,25 m boyutunda olup radyal kapak tipinde yapılacaktır (D.S.İ, 2007). 25