SAYI: 100 TEKN K BÜLTEN DEVLET SU LER GENEL MÜDÜRLÜ Ü

Transkript

1 SAYI: 100 DS DEVLET SU LER GENEL MÜDÜRLÜ Ü TEKN K BÜLTEN

2 DS TEKN K BÜLTEN Sahibi DEVLET SU LER GENEL MÜDÜRLÜ Ü Ç NDEK LER 1. anl urfa Tünellerinde Enjeksiyon Çal malar (Yazan: Yrd.Doç.Dr. M. rfan YE LNACAR) Sorumlu Müdür Dr. Yusuf Z. GÜRES NL 2. Betonlarda Çelik Li f Kullan lmas n n Etkisi.. 19 (Yazanlar: Prof. Dr. Rüstem GÜL, Ara. Gör. O uz Ak n DÜZGÜN) Yay n Kurulu Dr. Yusuf Z. GÜRES NL Kadri YA AR Bayram T RYAK Taner ERCÖMERT Kemal AH N Nurettin KAYA Servan YILDIRIM 3. Avrupa Ülkelerinin, S Temellerin Ta ma Kapasitelerini Hesaplamada Kulland klar Yöntemlerin Kar la t r lmas (Yazanlar: J.G. Sieffert Ch.Bay-Gress Çeviren: Ara. Gör. brahim ÇOBANO LU) 4. Silis Duman Kullan m n n Betonun lenebilirli i Üzerine Etkisi...37 (Yazanlar: Prof. Dr. lker Bekir TOPÇU Ali U URLU) BASILDI I YER dari ve Mali ler Dairesi Ba kanl Bas m ve Foto-Film ube Müdürlü ü 5. Ba lant l Buharla an sistemlerde Suyun A r zotop Zenginle mesi (Yazanlar: J.R. Gat ve C. Bowser Çeviren: Abdullah D R CAN) Etlik Ankara SAYI : 100 YIL : 2005 Üç ayda bir yay mlan r

3 ANLIURFA TÜNELLER NDE ENJEKS YON ÇALI MALARI ÖZET Yazan: Yrd.Doç.Dr.M. rfan YE LNACAR* Tünel uzunlu u, kaz tekni i ve sa layaca fayda aç s ndan GAP projesinin kilit yap lar ndan biri hiç ku kusuz anl urfa tüneller sistemidir. Bu çal mayla anl urfa tünellerinin in a yöntemi, kaz tekni i ve karakteristik özelliklerine k saca de inilerek, tünellerde yap lan enjeksiyon çal malar ayr nt l bir ekilde irdelenmi tir. 1. G R anl urfa Tünelleri Güneydo u Anadolu bölgesinde yer al r ( ekil 1). GAP (Güneydo u Anadolu Projesi) n en büyük kilit yap lar ndan biri olan tüneller, yakla k ha cazibeyle ve ha pompajla olmak üzere ha araziyi sulayacak ekilde planlanm t r. Tüneller sistemi, her biri 7.62 m çap nda ve 26.4 km uzunlu unda iki adet dairesel kesitli, beton kaplamal tünelden olu ur. Tünellerin toplam uzunlu u, ula m ve ba lant tünelleri dahil 57.8 km dir. Atatürk baraj gölünden tüneller vas tas yla al nan 328 m 3 /s miktar ndaki su Harran ve Mardin ovalar na iletilecek ekilde tasarlanm t r. ekil 1. nceleme alan yer bulduru haritas ki paralel tünelden olu mu sistemde, tünellerin eksenden eksene mesafesi 40 m dir. Tünellerden kaz malzemesinin kolay nakledilmesi, kaz ve.. *Harran Üniv.Müh. Fak. Osmanbey Kampusu,.Urfa mirfan@harran.edu.tr 1

4 betonlama i lemlerinin ayn anda yürütülebilmesi için tüneller aras na her 500m de bir irtibat tüneli aç lm t r. rtibat tüneli toplam 52 adettir. Böyle uzun bir tünelde havaland rman n iyi yap labilmesi çok önemlidir. Bu amaçla, bacalar her iki tünele de hizmet vermesi için irtibat tünellerinin ortas na gelecek ekilde aç lm t r. Yakla k her 1500 m de bir baca olup, derinlikleri m ila m aras nda de i mektedir. Toplam baca say s 23 adettir. Tüneller, su ak yönüne göre sol tarafta bulunan tünel T1, sa tarafta bulunan tünel ise T2 olarak adland r lm t r. T1 tünelinin km sinde Yakla m-2 tüneli, km sinde Yakla m-1 tüneli ve T2 tünelinin km sinde Yakla m- 3 tüneli bulunur ( ekil 2). Tünellerin in as na 1977 y l nda ba lanm t r. Bugün itibariyle her iki tünelde faaldir. Tünellerin önemli baz karakteristik özellikleri Çizelge 1 de verilmi tir. Çizelge1. anl urfa Tünelleri karakteristikleri Tünel tipi Dairesel teçhizatl beton kaplama Tünel uzunlu u Herbiri 26.4 km iki paralel tünel Tünel e imi T m/km T m/km Tünel kaz çap Yakla k 9.50 m Tünel iç çap 7.62 m Betonarme kal nl m Kaya bulonu miktar ton Püskürtme betonu ton miktar Kaz miktar m 3 Beton miktar m 3 Sulanacak alan ha Jeolojik formasyon Killi kireçta, marn Hidrolik yük T m; T m Tünel debisi 328 m 3 /s (iki tünel) Tünel giri taban kotu 515 m Tünel ç k taban kotu 498 m ekil 2. anl urfa tünelleri genel vaziyet plan (ölçeksiz) 2. JEOLOJ anl urfa tünelleri güzergah boyunca yüzeylenen jeolojik birimler ya l dan gence do ru marn, killi kireçta, bazaltlar ve alüvyonlard r ( ekil 3). Tünel kaz s s ras nda sadece marn ve killi kireçta kesilmi tir. Enjeksiyon al de eri aç s ndan bu iki birim aras nda önemli bir fark yoktur. Al de eri baz zonlarda k r k, çatlak ve ayr ma nispetine göre azda olsa de i iklik gösterir. Genelde al n fazla oldu u zonlar, beton-kaya konta ndaki a r kaz nedeniyle ortaya ç kan bo luklarda görülür. 2

5 ekil 3. anl urfa tünelleri jeolojik boy kesiti 2.1. Marn Tabanda bulunan Paleosen ya l birim, inceleme alan nda geni alanlarda yüzeylenmektedir. Görünür kal nl 500 m civar ndad r. Rengi gri ve kremdir. Katmanlanma, uzaktan ve hava foto raflar nda belirginse de, arazide, ayr madan dolay belirgin de ildir. Tabaka kal nl cm dir. Ço unlukla kil ve CaCO 3 miktar birbirine yak nd r. Ayr ca arakatman olarak kilta ve siltta da ola and r. Yumu ak bir özellik ta d ndan kaz yönünden önemli say lacak bir problem ç kmam t r. Bu birimin, hidrojeolojik yönden, akifer özelli i yoktur (Tanr verdi, 1992) Killi Kireçta Paleosen-Alt Eosen ya l bu birim alttaki marn ile ardalanmal d r. Kil oran az, CaCO 3 oran fazlad r. Saf kireçta ndan yap l katmanlara, birim içinde rastlan lmas ola and r. Lokal olarak sileks nodüllerine de rastlan lmaktad r. Katman kal nl cm civar ndad r (Erguvanl, 1992). Paleosen ya l marn ile bu birim aras nda kaz tekni i ve hidrojeolojik özellikler bak m ndan bir fark yoktur Bazaltlar Güzergah boyunca, yüzeyde, birkaç tepede örtü halinde bazalt görülür. Bunlar Karacada volkanizmas n n ürünüdür. Pliyosen ya l bazaltlar Diyarbak r ve anl urfa ili dolaylar nda geni alanlar kaplar ve tünel güzergah nda yüzeyde örtü halinde gözlenir Alüvyon Kuvaterner ya l birim, alüvyon, yamaç molozu, toprak örtüsü ve birikinti 3

6 konisi eklinde dere ve tepe yamaçlar nda gözlenir. Bu malzemeler lokal olarak akifer özelli i ta d ndan k smen de olsa s zma problemi ola and r. nceleme alan sismik aç dan pasif bir zonda bulunmaktad r. Bölgede aktif bir fay olmad gibi hasar yap c depremlerin olma olas l da yoktur. 3. N A YÖNTEM anl urfa tünelleri yap m Yeni Avusturya Tünel Açma Yöntemine (NATM) göre yap lm t r. NATM, tel kafes, çelik iksa ve kaya bulonu ile takviye edilen d kemerin püskürtme betonu i lemiyle kabuk durumuna getirilmesi yöntemidir (Golser, 1995) ( ekil 4). ekil 4. anl urfa tüneli tip en kesiti 4. TÜNEL KAZISI anl urfa tünelleri kaz s birbirini izleyen üç kademede yap lm t r. Birinci kademe kaz s, yüksekli i 4.56 m alan 35 m 2 olan yar m daire eklinde bir kesite sahiptir. Bu kesit, tünel açma makinas Paurat E 134 veya delme-patlatma yöntemiyle yap lm t r. Kaz yap lan k s mlar sistematik bulon, tel kafes, ve püskürtme betonuyla desteklenmi tir. Birinci kademe kaz s ve destekleme i lerinden sonra 3.4 m yükseklik ve 25 m 2 kesit alanl ikinci kademe kaz s yap lm t r ( ekil 5). Daha sonra kaz lan k s mlar sistematik bulon, tel kafes, ve püskürtme betonuyla desteklenmi tir. Son olarak yakla k 1.16 m yükseklik ve 10 m 2 kesit alanl üçüncü kademe kaz s yap lm ve tünel taban 15 cm kal nl ndaki grobetonla kaplanm t r. 4

7 ekil 5. anl urfa tüneli kaz yöntemi 5. TÜNEL ENJEKS YONU Tünel enjeksiyonu i leminde, betonun sertle mesi bak m ndan, beton döküm tarihinden itibaren en az bir ay sonra enjeksiyona ba lanmas son derece önemlidir. Tünellerde genellikle iki tür enjeksiyon yap l r. Birincisi kontakt enjeksiyonu, ikincisi konsolidasyon enjeksiyonudur. Ayr ca bu i lemlerin ba ar l ve güvenli olmas için daha sonra kesitler aras ndaki muhtemel bo luklar doldurmak amac yla kontrol enjeksiyonu yap l r. Son olarak, ara t rma ve test kuyular yla bu i lemler denetlenir. Test sonucu ba ar s z olan kuyular için onar m enjeksiyonuna ba lan l r. anl urfa tünellerinde enjeksiyon ano boyu m ve bir anodaki kesit say s üçtür. Enjeksiyon kuyu çap 48 mm dir. ki irtibat tüneli aras ndaki 500 m lik k s m tüp olarak adland r lm t r Kontakt Enjeksiyonu Kontakt enjeksiyonunun temel amac beton ile zemin aras ndaki bo luklar doldurmakt r. Kontakt enjeksiyonu projesinde her kesitte 8 adet enjeksiyon kuyusu aç l r ( ekil 6). Birbirini takip eden kesitlerde kuyular a rtmal olarak delinir. Kuyular ano ve kesit numaras yla belirtilir. Her kesitte kuyular tepe deli inden ba lamak üzere saat ibresi yönünde A, B, C, D, E, F, G ve H harfleriyle gösterilir ( ekil 7). Kuyu lokasyonlar raporlara, örne in, Kn 185 2/B eklinde gösterilir. Bu ifadede; Kn: Enjeksiyon türünü, burada, kontakt enjeksiyonu, 185: ano numaras n, 2: kesit numaras n, B: enjeksiyon kuyusunun konumunu belirtir. Kontakt enjeksiyonunda; kuyu derinli i, beton dahil, en az 90 cm boyunda ve enjeksiyon bas nc 3 kg/cm 2 olarak projelendirilmi tir. Ancak uygulamada beton kaya konta n n saptanmas nda kar la lan güçlükler ve refü bas nc n n dü ük gelmesi nedeniyle proje revize edilmi tir. Bu revizyonun etkileri sonuçlar bölümünde tart lacakt r. Buna göre; kuyu derinlikleri tavan ve yan kuyularda 2 m, taban kuyularda 2.5 m olarak standart hale getirilmi tir. Refü bas nc ise 5 kg/cm 2 olarak düzenlenmi tir. Kontakt enjeksiyonuna a rl kça çimento/su oran 1/1 olan kar mla ba lan r. Bu oranda refü bas nc na eri ilemezse, a rl kça çimento/su oran 7/5 olan kar m verilmeye ba lan l r, yine refüye eri ilemezse a rl kça çimento/su/ince kum oran 1/1/1 olarak refü sa lan ncaya kadar enjeksiyona devam edilir. 5

8 ekil 6. anl urfa tünelleri kontakt enjeksiyonu delik tertip ekilleri ekil 7. anl urfa tünelleri kontakt enjeksiyonu delgi paterni 6

9 Kontrol Enjeksiyonu Kontakt enjeksiyonu tamamlanan anolardan ba lanarak iki kesitin ortas na ve tavana dik gelecek biçimde 2.5 m derinli inde kontrol kuyular aç l r. Bu kuyularda kontakt enjeksiyonu kriter ve artlar na göre enjeksiyona devam edilir. Kontrol enjeksiyonunda amaç iki kesit aras nda kalan muhtemel bo luklar doldurmakt r Test ve Ara t rma Kuyular Test ve ara t rma kuyular n n delinmesine ba lamadan önce kontakt ve kontrol enjeksiyonu tamamlanan tüpte temizlik yap l r. Tüpte muhtemel s zma varsa gözlemlenerek rapor edilir. Daha sonra kesit ve ano baz nda enjeksiyon al miktarlar hesaplan r. Al miktar, toplam kar m miktar n n toplam kontakt ve kontrol kuyular boylar na oran olarak hesaplan r. Kaz s ras ndaki jeolojik profil de gözönüne al narak uygun görülen yerlere test ve karotlu ara t rma kuyular aç lmas için ilgili kuyular n lokasyonunu gösteren liste (arazi talimat ) haz rlan r. Test kuyular n n derinli i, yukar da anlat lan esaslar çerçevesinde yap lan de erlendirmelere göre, m aras nda önerilir. Ara t rma kuyular n n boyu 6 m olup karotlu delgi yap l r ve karot üzerinde gözle muayene edilerek varsa çimento izleri te his edilerek de erlendirilir. Test i lemi 0-4 m ve 4-6 m olmak üzere iki kademede yap l r. Bu kuyularda, su testi ve enjeksiyon testi olmak üzere iki test uygulan r. Su testinde, bir kuyunun ba ar kriteri 25 litre/m/10 dak. d r. Bu kriteri sa layamayan kuyuda enjeksiyon testi yap l r. Enjeksiyon testine a rl kça 1/3 (çimento/su) olan kar mla ba lan r ve ba ar ko ulu 7 litre/m/10 dak. d r. Bu kriteri sa lad takdirde o kesitteki veya o anodaki kuyular n enjeksiyonunun ba ar l oldu u kabul edilir. Aksi takdirde onar m enjeksiyonuna geçilir Onar m Enjeksiyonu Su ve enjeksiyon testi sonucunda ba ar s z olan kuyuya kom u kuyular pas geçilerek kesitteki tüm kuyulara, kontakt enjeksiyonundaki artlar ve kriterlere göre, onar m enjeksiyonu yap l r. Bu sayede kontakt ve kontrol enjeksiyonu s ras nda rastlan lmayan veya teknik nedenlerden dolay noksan b rak lan bo luklar doldurulmu olur Konsolidasyon Enjeksiyonu Konsolidasyon enjeksiyonunun ba l ca amac beton çevresindeki kayaçlar n stabilitesinin sa lanmas d r. Konsolidasyon enjeksiyonu, kontakt enjeksiyonu tamamland ktan sonra delinecek ara t rma kuyular ndan al nan karotlar n de erlendirilmesi sonucunda zay f kaya ko ullar ve s zma problemleri olan bölgelerde yap lmas öngörülür. Konsolidasyon enjeksiyonuna kontakt enjeksiyonun tamamlanmas ndan 15 gün sonra ba lan lmal d r. Bu süre enjeksiyon kar m n n priz almas aç s ndan oldukça yararl ve gereklidir. Konsolidasyon enjeksiyonu için her kesitte 4 kuyu delinir ( ekil 8). Kuyu tertip ekli saat ibresi yönünde A, B, C ve D olarak gösterilir ( ekil 9). Birbirini takip eden kesitlerde kuyular a rtmal olarak delinir. Kuyu boylar beton kal nl +6 m dir. Enjeksiyon 2 kademede yap l r. Birinci kademede 2-6 m, ikinci kademede ise 0-2 m lik zonun enjeksiyonu yap l r. Her iki kademede 5 kg/cm2 refü ko ulu aran r. Refü sa lanana kadar i leme devam edilir. Konsolidasyon enjeksiyonu, zemin al de erlerinin de erlendirilmesi sonucunda, enjeksiyon projesi revize edilerek, konsolidasyon enjeksiyonu programdan ç kar lm t r. 6. SONUÇ ve ÖNER LER Tüneller, çe itli mühendislik disiplinlerinin ortakla a çal t ve karar verdi i projelerdir. Bu gibi büyük mühendislik yap lar n n planlama, ara t rma, projelendirme ve in aat a amalar nda jeoteknik, jeoloji, in aat ve jeodezi mühendisli i vd. aç s ndan önemli deneyimler elde edilir. Bu deneyimler, bilimsel ve teknik ortamlarda tart l p sonuçlar yay nlanabilirse gelecekte yap lacak bu tür tesisler için referans olabilir. Aksi takdirde, kontakt ve konsolidasyon enjeksiyonu bölümünde bahsedildi i gibi 7

10 kuyu boyu 90 cm den m ye artt r lmas ve konsolidasyon enjeksiyonun önce uygulanmas daha sonra programdan ç kar lmas gibi proje revize edilmek zorunda kal n r ve bu da büyük finans ve zaman kayb na neden olur. Ayr ca, Yakla m-1 ve Yakla m-2 tüneli T1 tüneline ba lanacak biçimde tasarlanm ve aç lm t r. Yani Yakla m-3 tüneli projeye ba lan rken dahil edilmemi tir. Kaz ayna say s n artt rmak ve proje tamamland ktan sonra bak m çal malar yapmak için Yakla m-3 tüneli T2 tüneline ba lanacak biçimde daha sonra tasarlanm ve aç lm t r. Bu makalede;.urfa tünellerindeki enjeksiyon uygulamalar, benzer projelere bir nebze de olsa k tutmas amac yla tart lm t r. Ayr ca, planlama ve uygulamada ya anan deneyimler, uygulay c lara katk sa lamas aç s ndan vurgulanm t r. ekil 8. anl urfa tünelleri konsolidasyon enjeksiyonu delik tertip ekilleri ekil 9. anl urfa tünelleri konsolidasyon enjeksiyonu delgi paterni KAYNAKLAR ERGUVANLI, K., 1964, F rat Halfeti Baraj Rezervuar Jeolojik Etüdü K s m II (Karakaya-Samsat Aras, E..E.. Raporu (Yay nlanmam ), Ankara. GOLSER, J., History, definition and principles of NATM, IACES Bureau of Vienna, NATM Summer course July 2- July 8, 1995, pp. 4/1-4/11. KOLARS, J.F., M TCHELL, W.A., 1991, The Euphrates River and the Southeast Anatolia Development Project, Southern Illinois University Press, 297p., U.S.A. ÖNALP, A., 1982, n aat Mühendislerine Geoteknik Bilgisi, KTÜ Yay n No:187, Cilt:1-2, 1224s., Trabzon. TANRIVERD,., 1992, anl urfa Tünelleri Planlama, Ara t rma, Projelendirme ve n aat, DS, 110s., Ankara. TARHAN, F., 1996, Mühendislik Jeolojisi Prensipleri, KTÜ Müh.-Mim. Fak. Yay n no:41, 384s., Trabzon. YE LNACAR, 1990, anl urfa Tünelleri Jeolojik-Jeoteknik Etüdü, Akd.Üniv. Müh. Fak. Jeo. Böl. Bitirme Ödevi (Yay nlanmam ), Isparta. YÜKSEL, A., 1997, Enjeksiyon ve anl urfa Tünellerindeki Uygulamalar, HR.Ü. Müh. Fak. n. Müh. Böl., Bitirme Ödevi (Yay nlanmam ), anl urfa. 8