MEYDANCIK TÜNEL GİRİŞ PORTALINDA MEYDANA GELEN KAYA DÜŞMELERİNE YÖNELİK ÇÖZÜM ÖNERİLERİ

MEYDANCIK TÜNEL GİRİŞ PORTALINDA MEYDANA GELEN KAYA DÜŞMELERİNE YÖNELİK ÇÖZÜM ÖNERİLERİ PERŞEMBE SEMİNERLERİ İMO-ANKARA 02 MART 2017 ANKARA Onur Başer İnş. Yük. Müh. (Şirket Müdürü) ZEMKA PROJE İNŞ. LTD. ŞTİ.

SUNU BAŞLIKLARI GİRİŞ JEOLOJİK - JEOTEKNİK DEĞERLENDİRME KAYA DÜŞMESİNE ETKİ EDEN FAKTÖRLER VE STABİLİZASYON YÖNTEMLERİ PROJE TASARIMI ANALİZLER, DEĞERLENDİRMELER ve PROJE DETAYLARI SONUÇLAR VE ÖNERİLER

1-GİRİŞ Şavşat Ayr.-Meydancık İl Yolu, Meydancık Beldesinin Karadeniz-Doğu Anadolu Bağlantısını sağlamaktadır. Meydancık Tüneli: Şavsat Ayrım - Meydancık İl Yolu nun Km : 22+678-22+835 arasında yer almakta olup, 157 m uzunluğundadır. Meydancık Tüneli, güzergahın 2 şeritli (gidiş-dönüş, 2x1) tek yol olmasından dolayı tek tüp olarak projelendirilmiştir.

1-GİRİŞ

2-JEOLOJİK - JEOTEKNİK DEĞERLENDİRME Tünel giriş portali Bazalt - Andezit Lav ve Piroklastları nın Kumtaşı, Çamurtaşı, Silttaşı, Radyolarit ve Şeyl ara tabakalarından oluşan birim içerisinde yer almaktadır. RQD (%) : 50-70 Doğal Birim Ağırlık (gr/cm3) : 2.51-2.76 Serbest Basınç Dayanımı (MPa) : 60 120

RMR SINIFLAMASI Puan RQD=50 10 Nokta Yükleme İndisi (Is)= 4,56 Mpa, q c = 100 Mpa 9 Süreksizlik Aralığı=0.10-2.00 m 10 Süreksizlik Durumu Süreksizlik Uzanımı =3-10 m 1 Süreksizlik Açıklığı = 1-5 mm 1 Pürüzlülük = Orta pürüzlü 3 Dolgu Durumu = Sert Dolgulu< 5 mm 4 Ayrışma Durumu = Orta Ayrışmış 3 Yeraltı Suyu = Kuru 15 TEMEL RMR PUANI (RMR 0 ) = 56 Süreksizlik Yönü = Orta -5 (Tünel Eksenine dik ve paralele DÜZELTİLMİŞ RMR PUANI = 51 yakın doğrultu ve eğim>45 ) (Orta Kaya)

Q SINIFLAMASI Puan RQD= 50 50 Eklem Sayısı (Jn) (2 set+random) 6 Eklem Pürüzlülüğü (Jr) 1.5 (Pürüzlü Düzlemsel Eklemler) Eklem Ayrışması (Ja) 3.0 (Orta Ayrışmış Kil Dolgulu Eklemler) Su Durumu (Jw) (Kuru) 1 SRF (Stres Azaltma Faktörü) (Portal Kesimi) 2.5 Q = (RQD/Jn)*(Jr/Ja)*(Jw/SRF) = (50/6)*(1.5/3.0)*(1/2.5) = 1.667 ( Zayıf Kaya)

2.1-SÜREKSİZLİKLER 8 farklı eklem sistemi tespit edilmiş olup, Eklemlerin genelde tünel eksenine dik olduğu görülmüştür. Kinematik analizler sonucunda düzlemsel, kama tipi ve devrilme tipi duraysızlık potansiyelleri tespit edilmiştir. Eklem sistemlerinin devamlılığı göz önüne alındığında tünel alın yarma şevi devamındaki ve tünel üst kotundan yamaçta yaklaşık 20 m yüksekliklerde olması muhtemel yenilme potansiyelleri tünel portal üstünde (yaklaşık 70 m yükseklikte) eklemlerin tekrarlanarak süreklilik göstermesi neticesinde ve doğal dış tesirlerle donma çözünme periyotlarının da etkisiyle eklem kontrollü devrilme türü yenilme şeklinde, blokların düşmesine ve portal yapısının parçalanmasına yol açmıştır.

2.1-SÜREKSİZLİKLER

3 KAYA DÜŞMESİNE ETKİ EDEN FAKTÖRLER Serbest kayalar ve kilittaşı dengesi ile tutunan bloklar, mevcut şevin eğimi, yağmur, deprem, jeolojik ve morfolojik etmenler gibi tetikleyici küçük bir etkiyle stabilitesini yitirip şev boyunca düşerek çeşitli zararlara neden olabilir. Özellikle patlayıcı ve iş makinesi çalışılan bölgede stabiliteyi derinden etkileyebilmekte ve sağlam gibi görünen bir bölgede bile problemler yaşanabilmektedir.

4 STABİLİZASYON YÖNTEMLERİ VE PROJE TASARIMI 1-Aktif Sistemler Aktif korumada ileri teknoloji çelik türevi ağ, uygun derinlikte bulonlar ile desteklenerek yüzeyi bir elbise gibi sararak yüzeyden kopmaları durdurulabilir veya en aza indirir. Yüzey güçlendirme sistemleri, çelik ağ formunda birleştirilmiş farklı türde çelik tel ve çelik halatlar, ankrajlar ile şev yüzeyine sabitlenerek oluşturulur.

4 STABİLİZASYON YÖNTEMLERİ VE PROJE TASARIMI

4 STABİLİZASYON YÖNTEMLERİ VE PROJE TASARIMI 2- Pasif Sistemler Pasif korumada temel hedef stabilizasyonu sağlayıp yüzeyden kopmaları engellemek değil, olası kopmaları kontrol altına almaktır.

4 STABİLİZASYON YÖNTEMLERİ VE PROJE TASARIMI

5 ANALİZLER, DEĞERLENDİRMELER ve PROJE DETAYLARI Kaya düşmelerine karşı etkin önlemlerin seçilerek projelendirilmesi, kaya davranışının gerçeğe yakın tariflenmesi ve modellenmesi ile mümkündür. Kaya düşmesi modellemelerini etkileyen faktörler; Şev geometrisi, Şevi oluşturan malzemeye ait mekanik özellikler, Modelleme ve buna bağlı simulasyonlarda kabul edilen başlangıç durumu, şeklinde özetlenebilir.

5 ANALİZLER, DEĞERLENDİRMELER ve PROJE DETAYLARI Meydancık Tüneli Giriş Portalı Heyelan Alanı nda belirsizlikleri önlemek maksadıyla sık kesitler oluşturulmuş, modelleme ve simulasyonlarda oluşabilecek hatalar minimize edilmeye çalışılmıştır. Bu da kayanın hareketi sırasında temasta olduğu şev malzemesinin içsel sürtünme açısı ve geri gelme katsayısı (coefficient of restitution) ile direkt bağlantılıdır. R (Geri Gelme Katsayısı) = Çarpma Sonrası Kaya Hızı / Çarpma Öncesi Kaya Hızı

5 ANALİZLER, DEĞERLENDİRMELER ve PROJE DETAYLARI Şev geometrisi, malzeme özellikleri, kaya düşmesi başlangıç kabulleri ve bu parametrelerle ilgili olasılık dağılımlarını içine alan bir bilgisayar yazılımının kullanılması oldukça avantajlıdır. Bu şekliyle her bir kesit için analizler yaparak olası yörüngeler ve etki alanlarının değerlendirilmesi mümkündür. Bu işlem için Kaya Düşmeleri İstatistiksel Analiz yazılımından yararlanılmıştır. Bahsi geçen olasılıkların tamamının değerlendirildiği program sayesinde olası kaya düşmelerinin yörüngelerinin belirlenmesinin yanı sıra, şev ucunda yapılması düşünülen tutucu yapılara etkiyecek kaya hızı, kinetik enerji ve kaya sıçrama yükseklikleri de tariflenmiştir.

5 ANALİZLER, DEĞERLENDİRMELER ve PROJE DETAYLARI Kaya düşme analizlerinde kullanılan geri gelme katsayıları Rockfall Simulation Software, Coefficient of Restitution Table tariflenen aralıklardan alınmıştır. RN = 0.53 Standart Sapma = 0.04 RT = 0.99 Standart Sapma = 0.04 Mevcut formasyonun genel olarak dayanımlı ve sert kayalardan oluşması, şevlerin dik ve yüksek olması sebebiyle aglomera, bazalt ve andezit için bir genelleme yapılmış, bu üst sınırların alınması uygun bulunmuş ve güvenli tarafta kalınmıştır.

5 ANALİZLER, DEĞERLENDİRMELER ve PROJE DETAYLARI

5 ANALİZLER, DEĞERLENDİRMELER ve PROJE DETAYLARI Kritik enkesit-1 için Analiz Modeli ve Toplam Kinetik Enerji Grafiği (maksimum değer 2.929 kj)

5 ANALİZLER, DEĞERLENDİRMELER ve PROJE DETAYLARI

5.1. Yüksek Kapasiteli Çelik Ağ ile Şev Yüzeyinin Kaplanması İnceleme alanında yer alan blokların yerinde sabitlenmesi amacıyla bulonlarla desteklenmiş yüksek kapasiteli ağ ile şev yüzeyi kaplanacaktır. Kaya birimler üzerinde teşkil edilecek yüzey ankrajları (bulonları) bu noktalarda düşebilecek kayaçları durdurmakta yüksek kapasiteli çelik ağ sistemine yardımcı olacaktır

5.2. Yüksek Kapasiteli Çelik Ağ ile Şev Yüzeyinin Kaplanması 5 ton ağırlığındaki blok 10 ton ağırlığındaki blok

6. SONUÇ ve ÖNERİLER 1-) Meydancık Tüneli Giriş Portalı nda 26.05.2011 tarihinde çok çatlaklı kaya yapısına bağlı, eklem sistemleri kontrolünde gelişen çok büyük boyutlu blok kayma ve devrilmeleri meydana gelmiştir. Oluşan bu kaya blok hareketleri tünel giriş portal yapısının kaplama betonu üst yarısını tamamen parçalamıştır. 2-) Kaya düşmeleri yaşayan Meydancık Tüneli Giriş Portalı şevlerinin Şev Temizliği, Bulonlarla Desteklenmiş Yüksek Kapasiteli Çelik Ağ ile yüzeyinin kaplanması ve Kaya Bariyerleri ile projelendirilerek trafik güvenliğinin sağlanması amaçlanmaktadır.

6. SONUÇ ve ÖNERİLER 3-) Yapılan detaylı analizler sonucunda teşkil edilecek bariyerin yüksekliği 6.0 m ve kapasitesi minimum 3.000 kj olarak öngörülmüştür. (Pasif Sistem) 4-) Çelik ağ ve bulonlarla blokların yerine sabitlenmesi amaçlanmıştır. (Aktif Sistem)