Türkiye 24. Uluslararası Madencilik Kongresi ve Sergisi, 14-17 Nisan 2015, ANTALYA Trabzon Akyazı Tünelindeki Kazı ve Tahkimat Uygulamaları Excavation and Reinforcement Applications in Trabzon Akyazı Tunnel G. Külekçi Gümüşhane Üniversitesi, Maden Mühendisliği Bölümü, 29100, Gümüşhane A.O. Yılmaz, T. Yılmaz Karadeniz Teknik Üniversitesi, Maden Mühendisliği Bölümü, 61080, Trabzon B. Özyazıcı MAPA inşaat ÖZET: Karadeniz sahil yolunun önemli bir parçası olan Kanuni Bulvarı Projesi yaklaşık 23km uzunluğundadır. Projede yer alan Akyazı tüneli, yaklaşık 2476m uzunluğunda 3 şeritli ve çift tüplü olarak Beşirli-Yıldızlı arasında açılmaktadır. Akyazı tüneli, 2013 de başlatılan Akyazı Spor Kompleksi Projesi nin en önemli altyapı projelerinden birisidir. Tünel güzergâhı boyunca Yeni Avusturya Tünel Açma (NATM) yöntemi uygulanmakta ve kazı işlemi delmepatlatma yöntemiyle gerçekleştirilmektedir. Bu çalışmada tüneldeki farklı kaya kütle sınıflarına göre uygulanan delme-patlatma tasarımı, kazı ve tahkimat çalışmaları incelenmiştir. Tünelde kazı işlemi, alt yarı ve üst yarı şeklinde yapılmakta ve V-Cut delik düzeni uygulanmaktadır. Bir atımda 2,5m ilerleme yapılan tünelde şimdiye kadar sağ tüpte 1050m, sol tüpte 1150m ilerleme sağlanmıştır. Tahkimat işlemlerinde çelik iksa ve hasır ve püskürtme beton uygulanmaktadır. Tünelde ilk önce, üst ve alt yarı kazısı sonrası BS20 beton sınıfında %5 priz hızlandırıcı katkılı 5cm kalınlıkta ön püskürtme betonu uygulanmakta, sonra farklı kaya sınıflarına göre 25cm veya 30cm kalınlıkta %5 priz hızlandırıcı katkılı BS20 sınıfı püskürtme beton kullanılmaktadır. Anahtar Kelimeler: Tahkimat, delme patlatma, tünel, kazı ABSTRACT: Kanuni Avenue Project, the most significant part of Black Sea Costal Highway is about 23km. Akyazı Tunnel in project has excavated at 2476m length as 3 strips and 2 tubes located between Beşirli and Yıldızlı district. It is one of the most important substructure projects of Akyazı sport complex project started in 2013. The New Austrian Tunnelling Method (NATM) is used through Tunnel route and the excavating operation is practiced with drilling and blasting. In this study, drilling and blasting designs applied based on the different rock mass classification and excavating and support workings were investigated. In tunnel, excavating operation is used as downward and upward and V-Cut pattern is used. The excavating having 2.5m length is provided for a shot and by this time, 1050m in right tube and 1150m in left tube were excavated in tunnel. Steel timbering, steel mesh and shotcrete are used in reinforcement operations. In tunnel, first, pre-shotcrete having 5.0 wt.% set accelerating admixture and 5cm thickness at BS20 concrete classification is carried out after downward and upward excavating and then shotcrete having 5.0 wt.% set accelerating admixture and 25cm or 30cm thickness at BS20 concrete classification is used based on the different rock mass classification. Keywords: Reinforcement, drilling blasting, tunnel, excavation 529
Külekçi, Yılmaz, Yılmaz, ve Özyazıcı 1. GİRİŞ Trabzon Şehir Geçişi Kanuni Bulvarı Projesi; yaklaşık 23km uzunluğunda olup Akyazı beldesinden başlayıp; Beşirli, Aydınlıkevler, Soğuksu, Erdoğdu, Bahçecik, Yenicuma, Boztepe, Değirmendere ve Kaymaklı mahallerinden geçerek, Akoluk beldesine ulaşacak olan 3 şerit gidiş 3 şerit geliş yol olarak tasarlanan, Trabzon şehir içi karayoludur (JTAP,2013). Proje güzergâhı üzerinde çeşitli sanat yapıları bulunmaktadır. Bu sanat yapıları kapsamında 4 adet tünel açılacaktır. Açılacak olan tünellerden ilki olan yaklaşık 2476m uzunluğunda, 3şeritli ve çift tüplü Akyazı tüneli bu araştırma kapsamında incelenecektir. Ayrıca proje sahasında Akyazı tünelinin yaklaşık 2540 m sinde ayrılıp anayola bağlanan 2 şeritli, yaklaşık 616 m uzunluğunda bağlantı tüneli yer almaktadır (Şek. 1). sonucunda sahanın jeolojik modeli oluşturulmuş olup birimlerin litolojik dokanakları, fay, ezilme zonu vb. ayrıntılı olarak jeolojik plan üzerine işlenmiştir. Arazi çalışmaları sırasında tünel güzergâhı boyunca, tünelin jeoteknik parametrelerine temel olmak üzere süreksizlik ölçümleri alınmış ve jeolojik verilerle karşılaşılan birimin Jeolojik mukavemet İndeksi belirlenmiştir. Şekil 2. Akyazı tünel projesi genel güzergâhı. Şekil 1. Akyazı ilçesi sahil yolu proje alanı. Proje güzergâhında açılması planlanan Akyazı tüneli çift tüplü olup sol tüpü 0+760.00km ile 3+180.00km arasında; sağ tüpü ise 0+760.00km ile 3+242.00km arasında yer almaktadır. Proje güzergâhında 760m da yaklaşık 9,07 kotu ile tünele girilip %0,64 eğimle 3242m de yaklaşık 9,80 kotlarında tünelden çıkmaktadır (Şek. 2). Trabzon Şehir Geçişi Kanuni Bulvarı Projesi kapsamında açılacak olan Akyazı Tüneli ve Bağlantı Tüneli Karayolları 10. Bölge Müdürlüğü (Trabzon) sınırları içindedir. Arazi çalışmalarında 1/25000 ve 1/1000 ölçekli topoğrafik harita kullanılmıştır. Haziran 2013 ayı içerisinde arazi çalışmaları yapılmıştır. Bu çalışmalar Bu proje kapsamında yapılacak olan tünellerin NATM sistemine göre yapılması planlanmaktadır. Tünel güzergahı boyunca her bir yapısal bölge için kazı yönteminin belirlenmesi, tünel kazısının yapılacağı güzergahta kaya kütlesinin çeşitli mühendislik özelliklerini göz önüne alarak tek tek sınıflandırılması ile mümkündür (Yılmaz vd.,2002). NATM yaklaşımı, tüneli çevreleyen kayacın mevcut direncinin harekete geçirilmesi veya korunması ile yan kayacın büyük ölçüde kendi kendine destekler duruma getirilmesidir. NATM ince bir püskürtme beton tabakası, uygun bir şekilde kaya saplamaları ile sağlamlaştırma ve kazı arınına mümkün olduğunca yakın bir şekilde yerleştirilen ters kemer betonun kullanılması yöntemidir (Yılmaz vd.,2002). 530
Türkiye 24. Uluslararası Madencilik Kongresi ve Sergisi, 14-17 Nisan 2015, ANTALYA 2 GENEL ve MÜHENDİSLİK JEOLOJİSİ 2.1 Genel Jeoloji Trabzon, Doğu Pontid Tektonik Ünitesinin kuzeydoğusunda yer alır. Bu tektonik ünite; batıda Kızılırmak vadisinden, doğuda Gürcistan sınırına kadar yaklaşık 500 km uzunluğunda ve kuzeyde Karadeniz kıyısından, güneyde Kuzey Anadolu fayına kadar yaklaşık 50-75 km genişliğinde metallojenik bir kuşak oluşturur. Geniş anlamda ise, Alpin dağ oluşumuna bağlı olarak Jura-Pliyosen zaman aralığında gelişmiş ada yayı dizisinin bir parçasıdır. Trabzon İlinin de içinde yer aldığı Pontidler erken Alpin dönemine ait Austrik, orta Alpin dönemine ait Anadolu ve geç Alpin dönemine ait Attik tektonik fazlarının etkisinde kalmıştır. Özellikle yöreyi etkileyen Attik fazından sonra birimler kıvrımlanarak su yüzeyine çıkmış ve aşınmaya uğramışlardır. Bu dönem sonucunda Kumtaşı - Kiltaşı - Konglomera, bazaltik aglomera çakıllı tortul seviyeler özellikle sahil kesimlerde (Akçaabat-Yomra) oluşmuştur. Bu dönem ve sonrasında yine karadaki yükselme hareketleri devam etmiş ve denizel taraçalar oluşmuştur (Şek. 3). Bugün Trabzon güneyinde, Soğuksu Mevkiinde en yüksek kotta (250m) I. seki seviyesi gelişmiştir. Bundan kuzeye doğru beş ayrı seki seviyesi daha tespit edilmiştir. Trabzon şehri genelde sekiler üzerine kurulmuştur (JTAP,2013). Trabzon ili ve yakın çevresinde Mesozoik ve Senozoik dönemine ait toleyitik ve kalkalkalen kayaçlar izlenir. Mesozoik dönemi Liyas yaşlı volkanitler ile başlar ve Üst Jura- Alt Kretase yaşlı sığ platform karbonatlarıyla devam eder. Üst Kretase dönemi yoğun bir volkanik aktivitenin görüldüğü dönemdir. Bu aktivite asit ve bazik nitelikli periyotlarla gelişimini sürdürmüştür. Üst Kretase sonlarına doğru volkanik aktivite genellikle sona erer. Bu safha da genellikle Paleosen sonlarına kadar kesintisiz devam eden türbiditik çökeller devam eder (JTAP,2013). Şekil 3. Trabzon ili ve civarının 1/100.000 ölçekli C29 ve d29 paftalarına ait genelleştirilmiş jeolojik haritası (MTA,2013). 531
Külekçi, Yılmaz, Yılmaz, ve Özyazıcı Liyas'ta başlayarak Üst Kretase sonlarına kadar periyotlar halinde gelişimini sürdüren volkanik faaliyet deniz altı volkanizması şeklinde olup, çökel ara katkılarla birlikte istiflenme gösterirler. Lavlarda genellikle yastık lav yapıları oluşmuştur. Paleosen sonlarında orojenik faaliyetlerle birlikte büyük ölçüde granitoyid yerleşimi gelişmiştir (Kaçkar Granitoyidi -I). Eosen döneminde ise yeniden hareketlenen volkanizma etkin bir şekilde devam eder. Deniz altı ortamında yayılma nedeniyle Volkano-Tortul yapıda bir istif gelişmiştir. Granitoyid yerleşimleri Eosen döneminde de devam etmiştir (Kaçkar Granitoyidi-II). 2.2 Stratigrafi Trabzon ili ve yakın çevresinde Mesozoik ve Senozoik dönemine ait toleyitik ve kalkalkalen kayaçlar izlenir. Çalışma alanı içerisinde yer alan kaya birimleri aşağıda tanıtılmıştır (Şek. 4). Şekil 4. Trabzon ili ve çevresine ait genelleştirilmiş stratigrafik dikme kesit (JTAP,2013). 2.3 Mühendislik Jeolojisi Tünel kazısı yapılan kaya kütlesinin karakterinin belirlenmesi; projeye esas teşkil eden jeolojik, hidrolojik ve jeoteknik bilgiler tünelin kazısı sırasında yapılan jeolojik haritalamadan elde edilen bilgilerle karşılaştırılmalıdır. Esas olarak projede öngörülen kaya formasyonu, litolojisi ve kaya birimleri ile karşılaşıp karşılaşılmadığı kontrol edilmelidir. Kazı sırasında kaya kütlesi tipinin belirlenmesi; jeolojik haritalama sırasında elde edilen süreksizlik, süreksizliklerin arasındaki dolgunun niteliği, su sızıntıları, bozuşma dereceleri, kayanın mukavemeti, aşırı sökülme, fayların tünel kesitine göre konumları ve etkileme alanı gibi bilgiler kullanılarak kazısı yapılan kaya kütlesinin davranışının yorumlanması ve buna göre kaya tipinin üç ana gruptan A (duraylı), B (gevrek), C (baskılı) hangisine girdiği belirlenmelidir. Proje kapsamında açılacak olan çift tüplü Akyazı tüneli ile bu tünelden ayrılıp anayolla birleşen bağlantı tüneli güzergâhları boyunca hâkim olan birim Beşirli formasyonuna ait aglomeradır (JTAP,2013). 532
Türkiye 24. Uluslararası Madencilik Kongresi ve Sergisi, 14-17 Nisan 2015, ANTALYA Şekil 5. Proje güzergâhı üzerinde 1-9. lokasyonlarında aglomera birimi içerisinde ölçülen süreksizliklerin ana eklem takımları (JTAP,2013). Sahada yapılan mostra çalışmaları sonucunda bu birimin az orta derecede ayrışmış, çok zayıf orta sağlam kaya olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca Akyazı tünel güzergâhında km:1+000 da yaklaşık 1m ve km:1+700 de yaklaşık 3m kalınlığında tüf ara seviyeleri görülmüştür. Bu iki birime ek olarak proje sahasında yer yer yamaç molozuyla da karşılaşılmıştır. 533
Külekçi, Yılmaz, Yılmaz, ve Özyazıcı Tablo 1. Yüzey özellikleri ve pürüzlülükleri. Lokasyon Süreksizlik Aralık Devamlılık Süreksizlik yüzeyi ayrışması Eğim / Pürüzlülük No Tipi (m) (m) ve dolgu tipi Eğim Yönü 1 Eklem 1 0,6 2 85 / 355 1 Eklem 2 0,6 2 10 20 70 / 008 Çok ayrışmış, dolgulu Az 2 Eklem 1 0,2 0,6 78 / 050 (sert dolgu>5mm) pürüzlü 3 Eklem 1 47 / 352 0,6 2 3-10 3 Eklem 2 52 / 092 Çok ayrışmış, dolgulu Az 4 Eklem 1 0,2 0,6 3-10 (sert dolgu<5mm) 72/073 pürüzlü Demiroksit sıvamalı 4 Eklem 2 0,2 0,6 3-10 Çok ayrışmış, dolgulu (sert dolgu<5mm) FeO sıvamalı Az pürüzlü 80/223 5 Eklem 1 Çok ayrışmış, dolgulu 77 / 065 Az 0,2 0,6 3-10 (sert dolgu<5mm) 5 Eklem 2 pürüzlü 75 / 338 Demiroksit sıvamalı 6 Eklem 1 Orta derecede ayrışmış, dolgulu Az 80 / 007 0,2 0,6 10 20 6 Eklem 2 (sert dolgu<5mm) pürüzlü 83 / 270 8 Eklem 1 0,6 2 10 20 Orta derecede ayrışmış, dolgulu 84 / 262 Az 8 Eklem 2 0,6 2 10 20 (sert dolgu<5mm) 78 / 098 pürüzlü 8 Fay >6 >20 Demiroksit sıvamalı 80 / 145 9 Eklem 1 Çok ayrışmış, dolgulu 85 / 98 Az 0,6 2 3-10 (sert dolgu>5mm) 9 Eklem 2 pürüzlü 15 / 320 Demiroksit sıvamalı Jeolojik haritalama sırasında toplam 9 farklı lokasyonda çalışma yapılmış olup 1 lokasyonda masif aglomera ile karşılaşıldığından ölçüm alınamamış olup kalan 8 lokasyonda alınan süreksizlik ölçümleri stereo-net projeksiyon üzerinde gösterilmiştir (Şek. 5). Bu birim içindeki hâkim süreksizlikler çatlak takımlarıdır. Yukarıdaki stereo-net projeksiyonlar üzerinde her lokasyonda ölçülen ana eklem takımları belirlenmiştir. Bu eklem takımlarının eğim yönü/ eğim açısı, aralıkları, devamlılıkları, yüzey özellikleri ve pürüzlülükleri aşağıdaki Tablo 1 de özetlenmiştir. 2.4 Jeoteknik Tasarım Parametresi Tünel, proje sahasında aglomera biriminin hâkim olduğu Beşirli formasyonu içerisinde açılacaktır. Jeolojik haritalama sırasında proje sahasında 9 farklı lokasyonda mostra çalışmaları yapılmıştır ve karşılaşılan birim için Jeolojik mukavemet indeksi (GSI) bu mostra çalışmaları dikkate alınarak Sönmez ve Ulusoy (1999) tarafından önerilmiş modifiye GSI sistemine göre tespit edilmiştir (Şek. 5,6). Bu yaklaşıma göre GSI parametresi kaya kütlesinin yapısal özellikleri ve süreksizlik yüzey özelliklerinin bir fonksiyonudur. Jeoteknik tasarım parametreleri Hoek & Brown kırılma kriteri ile tespit edilmiş olup bu amaçla kullanılan değerler, GSI (Jeolojik dayanım indeksi), UCS (Kayaç malzemesinin tek eksenli sıkışma dayanımı) ve Mi sabitidir (Kayaç malzemesine ait boyutsuz malzeme sabiti). Tünel boyunca karşılaşılan birim için GSI parametreleri tespit edilmiş olup aşağıdaki Tablo 2 de özetlenmiştir. Jeolojik harita çalışmaları sırasında karşılaşılan birim için GSI değerleri 9 farklı lokasyon için atanmıştır. Buna göre proje sahasında karşılaşılan birim için GSI değerleri yaklaşık 40 60 arasında değiştiği tespit edilmiştir. NATM sınıflamasına bağlı olarak Akyazı Tüneli güzergâhı boyunca 2 farklı kaya sınıfına rastlanmaktadır. B3 ve C2 kaya sınıfları, kazı sırasının başlamasından önce 534
Türkiye 24. Uluslararası Madencilik Kongresi ve Sergisi, 14-17 Nisan 2015, ANTALYA tünel kazı aynasında ortaya çıkan kaya görünüşü, tecrübe ve gözlemler, benzer kaya şartlarındaki jeoteknik ölçüm sonuçları ve deformasyonlara bağlı olarak yapılmıştır. Tablo 2. Proje sahasında 9 farklı lokasyonda karşılaşılan Beşirli formasyonuna ait GSI değeri (JTAP,2013). Lokasyon No Hacimsel eklem sayısı (Jv) (1/x+1/y+1/z) Yapısal özellik puanlaması (SR) (-17,5xlnJv+79,8) Yüzey özellikleri (SCR) (Rr+Rw+Rf) 43 (Güvenli tarafta kalınarak 40 1 1/0,6+1/1=3 61 (Rr=3+Rw=1+Rf=2) = 6 önerilmiştir.) 43 (Güvenli tarafta kalınarak 40 2 1/0,3=3 61 (Rr=3+Rw=1+Rf=2) = 6 önerilmiştir.) 43 (Güvenli tarafta kalınarak 40 3 1/0,6+1/1=3 61 (Rr=3+Rw=1+Rf=2) = 6 önerilmiştir.) 4 1/0,5+1/0,5=4 56 (Rr=3+Rw=1+Rf=4) = 8 45 5 1/0,5+1/0,5=4 56 (Rr=3+Rw=1+Rf=4) = 8 45 52 (Güvenli tarafta kalınarak 50 6 1/0,5+1/0,5=4 56 (Rr=3+Rw=3+Rf=4)= 10 önerilmiştir.) Masif birimin GSI değerinin 7 - - - yaklaşık 40 civarında olduğu öngörülmüştür. 8 1/1+1/2+1/10=1,6 72 (Rr=3+Rw=3+Rf=4)= 10 60 43 (Güvenli tarafta kalınarak 40 9 1/0,6+1/1=3 61 (Rr=3+Rw=1+Rf=2) = 6 önerilmiştir.) GSI 4, 5 nolu 1, 2, 3 & 9 nolu Şekil 5. Tünel güzergâhı boyunca 1,2,3,4,5 ve 9 nolu lokasyonlarda karşılaşılan birim için Jeolojik Dayanım İndeksi (GSI) tayini (Sönmez ve Ulusay. 2002). 535
Külekçi, Yılmaz, Yılmaz, ve Özyazıcı 8 nolu 6 nolu Şekil.6: Tünel güzergâhı boyunca 6 ve 8 nolu lokasyonlarda karşılaşılan birim için Jeolojik Dayanım İndeksi (GSI) tayini (Sönmez ve Ulusay. 2002). Jeolojik harita çalışmaları sırasında karşılaşılan birim için GSI değerleri 9 farklı lokasyon için atanmıştır. Buna göre proje sahasında karşılaşılan birim için GSI değerleri yaklaşık 40 60 arasında değiştiği tespit edilmiştir. NATM sınıflamasına bağlı olarak Akyazı Tüneli güzergâhı boyunca 2 farklı kaya sınıfına rastlanmaktadır. B3 ve C2 kaya sınıfları, kazı sırasının başlamasından önce tünel kazı aynasında ortaya çıkan kaya görünüşü, tecrübe ve gözlemler, benzer kaya şartlarındaki jeoteknik ölçüm sonuçları ve deformasyonlara bağlı olarak yapılmıştır. Tablo 3. Akyazı tüneli kaya sınıfı ve uzunlukları Kaya Bulunduğu aralık (m) Toplam sınıfı Sağ tüp Sol tüp uzunluk (m) B3 924,6 1027,35 1951,95 C2 124,3 120 244,3 Portal sınıfı kaya kütlesi, esas olarak kaya kütlesinin jeoteknik özelliklerinden kısmen bağımsız olup tünelin giriş ve çıkış kısımlarında düşey basınçların yanı sıra yatay basınçların da karşılanmasına yönelik olarak yapılması gereken çalışmaları içerir. Akyazı tünelindeki farklı tipteki kaya sınıflarının miktarları Tablo 3 ve Şekil 7 de verilmiştir. Şekil 7. Akyazı tünelinde yer alan kaya sınıfı ve uzunluklarının şematik gösterimi. 3 KAZI ve TAHKİMAT İŞLEMLERİ 3.1 Kazı İşlemi Akyazı tünelinde yapılan işlemler, delme, patlatma, havalandırma, pasa nakli, tahkimat ve ölçüm işlemleri şeklinde bir döngü halinde yapılmakta ve bu döngü toplamda 9 saatte tamamlanmaktadır (Şek. 8). Yapılan işlemler ve süreleri Tablo 4 de özetlenmiştir. 536
Türkiye 24. Uluslararası Madencilik Kongresi ve Sergisi, 14-17 Nisan 2015, ANTALYA firmanın üstlendiği yol yapımının dolgusu için taşınmaktadır. Şekil 8. Tünellerindeki genel uygulamalar döngüsü (Durmuş,2005). Tablo 4. Akyazı tünelinde yapılan işlemler ve süreleri Yapılan İşlem Süre (Saat) Delgi 2 Dolum 1,5 Havalandırma 0,5 Pasa Boşaltım 2 Tavan Tarama Metraj Okuma 2 Hasır Bağlama Süren Çakılması Püskürtme Beton 1 Toplam Süre 9 Tüneldeki kazı işlemi delme patlatma yöntemi ile gerçekleştirilmektedir. Aşırı sökülmelerin, tünel çevresinde kırılma ve çatlamaların önlenmesi, tünel kazı arınına yakın olarak yerleştirilen saplama ve püskürtme betonun patlatma sonucu oluşan titreşimlerden zarar görmemesi için her bir kaya sınıfında farklı patlatma paterni ve delik şarjları kullanılmaktadır (Kılıç ve Anıl, 2000). Daha önce belirlenen kaya sınıfındaki delikler; üst yarıda çift kollu jumbolarla, alt yarıda ise Mine Master ve Face Master 2.3 makinalarıyla delinmekte ve patlatma yapılmaktadır (Şek. 9). Çıkan pasa CAT 950 yükleyicilerle alınarak 15m 3 lük kaya kamyonlarına yüklenmekte ve tünel dışındaki Akyazı stadyumu dolgusu ve aynı Şekil 9. Akyazı tüneli patlatma işlemi (üst) ve ortaya çıkan pasa (alt). Kazı çalışması esnasında hem alt yarı hem de üst yarıda tünelin yönlendirilmesi için iki adet lazer ünitesi kullanılmaktadır. Çelik iksalar, düşey ve yatay mesafelerin lazer ışınları ile ölçümlerine göre yerleştirilirler (Şek. 10). Püskürtme beton ile tamamlanmış kesitler jeodezik yöntemlerle tekrar ölçülerek kesitin teorik profile uygunluğu kontrol edilmektedir. Şekil 10. Tünel içerisinde XA kaldırma ve bağlama işlemi. 537
Külekçi, Yılmaz, Yılmaz, ve Özyazıcı Tünelde kullanılan patlayıcı madde olarak sadece kapsüle duyarlı patlayıcı, elektriksiz gecikmeli sistem, elektrikli kapsül ve infilaklı fitilden oluşturduğumuz kombine bir dizayn ile çalışılmaktadır. Ayna yüzeyine V- CUT düzeninde delikler delinmekte, delik içerisine elektriksiz ve gecikmeli delik içi kapsülleri, kapsüle duyarlı patlayıcılar ile beraber yerleştirilmektedir. Ayna yüzeyinde kalan kapsül uçları fitil ile birbirlerine bağlanmakta, gecikmeli kapsül uçlarının bağlandığı infilaklı fitil elektrikli kapsüle bağlanmakta ve zil teli ile elektrikli kapsül bağlanarak ayna ateşlemeye hazır hale getirilmektedir. Patlayıcı olarak; Superpower 90 kapsüle duyarlı (emülsiyon-kartuş) patlayıcılar, Supremedet elektriksiz (gecikmeli) kapsüller, Supreme elektrikli kapsüller ve Solarcord infilaklı fitil malzemeleri kullanılmaktadır. Şekil 11 ve Tablo 5 de her bir kaya sınıfında gerçekleştirilen ilerleme miktarları, delik boyları, delik sayıları ve özgül şarj miktarları verilmiştir. Şekil 11. Akyazı tünelinde kullanılan patlatma tasarımı. 3.2 Tahkimat İşlemi Tünelde farklı kaya sınıfları ve deformasyon özelliklerine bağlı olarak kullanılan tahkimat elemanlarının cinsi, miktarı ve yerleştirilme zamanları da farklılık göstermektedir (Kılıç ve Anıl 2000). Her bir kaya sınıfında patlatma ve pasa kaldırma işleminin ardından ilave işlemler (tarama, kavlak Alma, drenaj, havalandırma vb.) yapılmaktadır (Şek. 12). Şekil 12. Kavlak alma ve tarama işlemleri. Akyazı tünelinde püskürtme beton, BS20 (C/20-30) beton sınıfında tasarlanmakta olup yaş karışım olarak uygulanmaktadır. Tünel dışında hazırlanan yaş püskürtme beton, transmikserler tarafından tünelin içerisine getirilerek Tünelmak Adroit 430 ve Adroit 230 yardımıyla uygulanmaktadır (Şek. 13). Püskürtme beton, yüzeye dik ve yaklaşık olarak 70cm uzaklıktan uygulanmalıdır. Püskürtme betonun erken taşıyıcılık işlevini sağlaması amacıyla karışıma çimento ağırlığının %5 i kadar priz hızlandırıcı katkı malzemesi ilave edilmektedir. Tablo 5. Akyazı tünelinde kullanılan patlayıcı miktarları Kapsül No Kapsül Sayısı Lokum Miktarı Toplam Dinamit (kg) 1 8 5 20 3 8 5 20 5 8 5 20 7 6 5 15 9 10 5 25 11 10 5 25 13 10 5 25 15 10 5 25 17 10 2 10 19 10 5 25 21 10 5 25 23 10 5 25 Toplam 110 57 260 538
Türkiye 24. Uluslararası Madencilik Kongresi ve Sergisi, 14-17 Nisan 2015, ANTALYA Şekil 13. Püskürtme beton uygulaması. Kaya bulonu için genellikle jumbolar tarafından 40-44mm çapında delikler delinmekte, enjeksiyon işlemi Mai enjeksiyon pompasıyla gerçekleştirilmektedir.enjeksiyon işleminden sonra 4 ve 6m uzunluğundaki nervürlü φ28 lik bulon demirlerinin yerleştirilmesinin akabinde, somunlar el ile "ön germe" işlemi olarak sıkılmaktadır. 12 saatlik priz süresi sonunda normal anahtar ile bir kademe daha gerilmekte ve son olarak yaklaşık 4-6 gün sonunda tork anahtarı (250 kn) ile "son germe" işlemi yapılmaktadır. (Şek. 14,15). tahkimatında ise üst yarıdan farklı olarak sadece enjeksiyonlu süren boru uygulaması yapılmaz. Şekil 14. Kaya bulonu uygulaması. Şekil 15. Kaya bulonu uygulaması sonrası tünel yüzeyinin görünümü. B3 sınıfı kaya kütlesinde tahkimat alt yarı ve üst yarı şeklinde yapılmaktadır. Üst yarıda yüzey 4cm püskürtme betonla kaplanmaktadır. Her 3 iksada bir enjeksiyonlu süren boruları çakılarak bir kat çelik hasır (φ221/221) yerleştirilmektedir. Bu işlemden sonra çelik iksa (I160) yerleştirilerek püskürtme beton 20cm ye tamamlanmaktadır. Sonra 2. Sıra çelik hasır yerleştirilmektedir. Son kat çelik hasır yerleştirildikten sonra püskürtme beton kalınlığı 25cm ye tamamlanır ve φ28 lık SNbulonları yerleştirilerek üst yarı tahkimatı bitirilir (Şek. 16, Tablo 6). Alt yarı Şekil 16. B3 kaya sınıfında kullanılan tahkimat elemanları ve ölçüleri. C2 sınıfı kaya kütlesinde tahkimat alt yarı ve üst yarı şeklinde yapılmaktadır. Üst yarıda yüzey 4cm püskürtme betonla kaplanmaktadır. Her 3 iksada bir enjeksiyonlu süren boruları çakılarak bir kat çelik hasır (φ221/221) yerleştirilmektedir. Bu işlemden sonra çelik iksa (I200) yerleştirilerek püskürtme beton 25cm ye tamamlanmaktadır. Sonra 2. sıra çelik hasır yerleştirilmektedir. Son kat çelik hasır yerleştirildikten sonra püskürtme beton kalınlığı 30cm ye tamamlanır ve φ32 lık IBO-N bulonları yerleştirilerek üst yarı tahkimatı bitirilir (Şek. 17, Tablo 6). Alt yarı tahkimatında ise üst yarıdan farklı olarak sadece enjeksiyonlu süren boru uygulaması yapılmaz. 539
Külekçi, Yılmaz, Yılmaz, ve Özyazıcı Şekil 17. C2 kaya sınıfında kullanılan tahkimat elemanları ve ölçüleri. Tablo 6. Akyazı tüneli tahkimat işlemleri ve aşamaları. Uygulama aşamaları Üst yarı Alt yarı İşlem Türü Önsüren (Gerektiğinde) Kazı Ön Püskürtme Betonu Çelik hasır yerleştirme İksa yerleştirme Püskürtme Beton Kazı Ön Püskürtme Betonu Çelik hasır yerleştirme İksa yerleştirme Püskürtme Beton 4. SONUÇLAR Geometrik Boyutları ve Miktarı L=6m, Ф=28 mm inşaat demiri, 24-25 adet (Her iki iksada bir) 2,5m ilerleme 5cm kalınlığında BS20, Priz hızlandırıcı katkılı 221/221 Tip, W=3.47 kg/m 2, 30 cm bindirme (B ve C tipi destekleme sisteminde çift kat) Üst yarı için üç parçalı BS20 beton sınıfında, Priz hızlandırıcı katkılı, (B tipi destekleme sisteminde 25cm, C tipi destekleme sisteminde 30cm kalınlıkta) 2,5m ilerleme 5cm kalınlığında BS20, Priz hızlandırıcı katkılı Q221/221 Tip, W=3.47 kg/m 2, 30 cm bindirme Alt Yarı için iki parçalı (Sağ ve Sol Ayaklar) BS20 Beton sınıfında, Priz hızlandırıcı katkılı (B tipi destekleme sisteminde 25cm, C tipi destekleme sisteminde 30cm kalınlıkta) Akyazı tüneli yaklaşık 2476m uzunluğunda olup sağ tüpte 1050m, sol tüpte 1150m ilerleme sağlanmıştır. Tünel güzergâhı boyunca Yeni Avusturya Tünel Açma (NATM) yöntemine bağlı olarak kazı yapılması amacıyla 2 farklı kaya sınıfı belirlenmiştir. Bu kaya sınıfları; B3 (244,3m), C2 (1951,9m) dir. Tünelde kazı işlemleri üst yarı ve alt yarı şeklinde delme patlatma yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Aşırı sökülmelerin, tünel çevresinde kırılma ve çatlamaların önlenmesi, tünel kazı arınına yakın olarak yerleştirilen saplama ve püskürtme betonun patlatma sonucu oluşan titreşimlerden zarar görmemesi için her bir kaya sınıfında farklı delik şarjları kullanılmıştır. Tünelde farklı kaya sınıfları ve deformasyon özelliklerine bağlı olarak kullanılan tahkimat elemanlarının cinsi, miktarı ve yerleştirilme zamanları da farklılık göstermektedir Tahkimat elemanları olarak püskürtme beton, kaya bulonu, çelik hasır, önsüren ve çelik iksa kullanılmıştır. Projenin tamamlanmasıyla, trafikte bir rahatlama sağlanacağı, önemli bir zaman kazanımı elde edileceği ve kaza riskinin azalacağı düşünülmektedir. KAYNAKLAR Durmuş, O., 2005. Yoroz Tüneli Kazısında Patlatmadan Kaynaklanan Titreşimlerin Ölçümü ve Çevresel Etkilerinin Değerlendirilmesi, Yüksek Lisans Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Trabzon. JTAP, 2013. Akyazı Tüneli Jeolojik Jeoteknik Araştırma Programı Ve Uygulaması, Trabzon Şehir Geçişi Kanuni Bulvarı ile Akyazı ve Sahil Bağlantı Yolları Yapımı İşi Raporu. Kılıç, A. ve Anıl, M., 2000. Tarsus Ayrımı-Adana- Gaziantep Otoyolu T2 (Ayran) Tünelinde Kaya Sınıflarına Bağlı Kazı ve Tahkimat Uygulamaları. Madencilik Dergisi. Cilt. 39, Sayı. 2, s. 3-10. MTA, Maden Teknik ve Arama Müdürlüğü tarafından hazırlanan 1/25.000 Ölçekli Jeoloji haritası. Sönmez, H. ve Ulusay, R., 2002. Modifications to the geological strength index (GSI) and their applicability to stability of slopes. International Journal of Rock Mechanics and Mining Science, 35 (2), 219-233. Yılmaz, E., Erçıkdı, B.,Kesimal, A.,Yılmaz, A. O., 2002, Tünellerdeki Kazı ve Tahkimat İşlemleri: Uluburun Tüneli nde Örnek bir Çalışma, KAYAMEK,Giresun. 540