----------------------- ---------------

Gönderen Konu: Tünel ve Kuyu Açma  (Okunma sayısı 6900 defa)   Share 

0 Üye ve 1 Ziyaretçi konuyu incelemekte.

Çevrimdışı ozguryolcu

  • FM Yönetici
  • *
  • İleti: 7312
  • Liked: 49
  • İtibar: +16607/-1
  • Sayginlik Puani: 1530816
  • Sayginlik Derecesi:
  • Cinsiyet: Bay
  • Respect: +8
    • MADENCİLİK FORUM SİTESİ
Tünel ve Kuyu Açma
« : 21 Haziran 2009, 15:21:16 »
0
1. GİRİŞ
Tünel, Türk Standartları Endüstrisinin tarifine göre; yeraltında çeşitli kayaçlar içinde inşa edilen giriş ve çıkışı olan, drenaj, kanalizasyon, su boruları, kanal, demiryolu, karayolu, yaya yolu vs. geçişine imkan veren bir geçiş yoludur. Galeri ise yeraltının istenilen yerine ulaşmak için açılan yatay veya eğimli bir boşluk veya geçittir.

Dünyamız her geçen gün artan oranlarda bir nüfus artışıyla karşı karşıya kalmaktadır. Buna paralel olarak insanların ihtiyaçları ve sorunları da beraberinde getirmektedir. Nüfus artışına paralel olarak şehirleşme hızla artmakta, bunun sonucunda da kentlerde yaşayan insan nüfüsu artmaktadır. Özellikle milyonlarca insanın beraberce yaşadıkları metropollerde trafik ve çevre kirliliği gibi belli başlı sorunlar nüksetmektedir. Ulaşımın hızlı olarak sağlanması, özellikle büyük şehirlerde yeraltı ulaşım sistemlerinin (metro) oluşturulmasıyla mümkün olmaktadır. Boş alan azlığı ve çevre sorunlarının yaşanmadığı önceki yıllarda tünelcilik sadece, zorlu dağ engellerini aşmak için düşünülürken günümüzde yer yokluğu ve çevre etkisi daha kolay yöntemlerle (örneğin hafriyat) çözümlenebilecek yapılarda bile insanları tünellere yöneltmektedir Ayrıca metropollerin önemli sorunlarından biri olan kanalizasyon gibi alt yapı sorunları karşısında tünelcilik faaliyetlerinin kullanılması ile sorunlarda önemli bir azalma olmaktadır.


2. TARİHSEL GELİŞİM

En eski tüneller günümüzden 3000 yıl kadar önce değerli metallerin araştırılması amacıyla Babilliler ve Aztekler tarafından Hindistan, Mısır ve Mezopotamya ‘da inşa edilmiştir. Yaklaşık olarak 19. yüzyıla gelininceye değin sert kayadaki tüneller arında ateş yakılarak kaya ısıtıldıktan sonra oluşan sıcak yüzeye su ve sirke püskürtülmesi esasına dayanılarak kazılmaktaydı. Bu yolla elde edilen ilerleme miktarı yaklaşık olarak haftada 1 metreydi. Yeryüzünde ilk tünel M.Ö. 4000 yıllarında Babil şehri yakınlarında, Fırat nehrinin altında açıldığı söylenmektedir. İnşa edilen bu tünel 3.5x4.5 çapında ve 1 km. uzunluktadır. Sonraki dönemlerde galeri açmanın bir savaş tekniği olarak da kullanıldığı görülmektedir. Surların aşılabilmesi için altlarında galerilerin kazma ve kürek vasıtasıyla açıldığı bilinmektedir. Mısırlılar ve Romalılar da ağırlıklı olarak su nakletmek amacıyla tüneller açmışlardır. Barutun icat edilmesiyle beraber birçok alanlarda gelişmeler olmasına rağmen tünelciliğe uzun süre bir yararı olmamıştır.

Tünel işlerinde önem arz eden bir gelişme 1823 – 1843 yılları arasında Thames nehri altında açılan tünel sebebiyle olmuştur. Bu tünelin önemi Fransız mühendis Brunel ‘in patentini aldığı Bukliye (kalkan) metodunu ilk kez burada uygulamasından kaynaklanmaktadır. Bu 4.20 m ve 4.80 m çaplarında ikiz tünel olup halen kullanılmaktadır. 1830 yılında Lord Cohrane ‘da sulu zeminlerde kuyu ve galeri açmada kullanılabilecek, basınçlı havadan istifade ederek uygulanabilecek yöntemine ait patenti almıştır. Büyük tünellerin artışının gözlenmesi demiryollarının gelişimine paralel olarak gerçekleşmiştir. İlk demiryolu tüneli Fransa’da St.Etienne – Terre Noire hattında 1826 yılında gerçekleştirilmiştir. 1868 yılında New York metrosu Amerika kıtasının ilk yeraltı demiryolu ulaşım sistemi olarak hizmete açılmıştır. İlk yeraltı demiryolu ise Türkiye ‘de 1874 yılında Galata – Pera arasında hizmete açılmıştır. Avrupa’nın gerçekleştirdiği büyük projelerden biriside Manş tünelinin altından tünel inşasıyla geçilmesidir. 1987 ‘de başlayıp 1993 yılında tamamlanan, 50.5 km. uzunluğunda, deniz yüzeyinin 100 m, deniz tabanınınsa 40 m altındaki tünelin maliyeti günümüz rakamlarıyla 648 trilyon liradır.


3. TÜNEL AÇIMINDA MÜHENDİSLİK JEOLOJİSİ VE KAYA MEKANİĞİNİN ÖNEMİ

3.1. Tünel Doğa İlişkisi
- Doğanın açılacak tünele olan etkilerinin bilinmesi gereklidir
- Tünel kaplaması doğanın tüm olumsuz etkilerine dayanacak şekilde olması gerekir
- Açılacak tünelin doğaya olan etkileri

Yeraltında oluşturulan bir boşluk üç tür gerilme ile karşı karşıya kalır;
*Doğal (Birincil, Primer)
*İkincil (Seconder)
*Üçüncül (Tersiyer)
      Doğal Gerilmeler üçe ayrılır
      a) Yerçekimsel (Gravitasyon) gerilmeler
                b) Yer altı suyu basınçları
      c) Kalıcı gerilmeler


Kalıcı Gerilmeler: Fiziko kimyasal olaylar sonucu (Büzülme, genleşme, kabarma, şişme vb.), tektonizmadan, metemorfizma ve yeniden kristallenmeden, sedimantasyondan vb. oluşmaktadır.



Bir yer altı boşluğundaki gerilme durumu

Yüzeyden “h” derinliğinde bir noktada oluşan düşey gerilme şu şekilde gösterilebilir


3.2.  Kaya kütle sınıflama sistemleri

 İşçilerin tahkimatsız alanda ne kadar süre ile emniyetli bir şekilde çalışabileceklerinin belirlenmesinde
 *Tünelin tahkimatsız olarak ne kadar ilerleyebileceğinin belirlenmesinde
 *Mühendislerin uygun tahkimat seçiminde
 *Optimum delme-patlatmanın belirlenmesinde


3.3.  Jeolojik yapıların tünel açılmasına etkileri

Tabakaların Etkisi: Tünel ekseni yatay tabakalanma ortamında açılmışsa, üniform düşey gerilme oluşur. Tünel ekseni tabakanın doğrultusuna paralel fakat tabaklar eğimli ise yan duvarlarda aşırı gerilme birikmesi oluşur.
Fayların etkisi: Fayların durumu tünel açımında farklı problemlere sebep olmaktadır. Fayların birbirini kesmesi durumunda problemler daha da kompleksleşmektedir. Fay zonlarında kil dolgu bulunduğunda şişme ve kabarma sorunları yaşanabilmektedir. Faylar genelde hidrojeolojik bölge sınırlarını oluşturabilirler. Bu sınırlarda aşırı su yığılmaları oluşabilmekte, tünel keseni burayı kestiğinde tünel boşluğuna su baskını olabilmetedir.
Kıvrımlar, senklinaller, antiklinaller,


3.4. Tünel üzerine gelen basınçlar ve basınç teorileri
Kohezyonlu zeminler için;


3.4.1. Bierbaumer Teorisi: Bu teori Alp tünellerinin inşaatında geliştirilmiştir.





Burada;
m: Tünel yüksekliği (m)
P: Basınç
b: Tünel genişliği (m)
Φ: İçsel sürtünme açısı
H: Tünel derinliği (m)


3.4.2. Terzaghi Teorisi (1946) :
abcd ile gösterilen bir gevşeme zonu oluşacak ve bu kitle tünel içine hareket etmek isteyecektir. ac ve bd sınırları boyunca oluşan kesme kuvvetleri bu hareketi engellemeye çalışacaktır. Yine bu sürtünme kuvvetleri arazi yükünün bir bölümünü tünelin her iki yanındaki kaya kütlesi üzerine aktaracaktır. Tünel tavanı ve yanları sadece geriye kalan yükü taşıyacaktır. İçinde hareketin oluştuğu kaya bölgesinin B1 genişliği, kaya kütlesinin özelliklerine ve tünelin genişliğine (B) bağlıdır. 



P=3.10-1.γ.(0,5H+Hp) (kg/cm2)


TÜNELLERİN ETÜDÜ PROJELENDİRİLMESİ VE ZEMİNE UYGULANMASI

Kazıdan önce yapılan arazi çalışmalarının amacı, saha koşullarını güzergah boyunca belirleyerek bunların aşağıda verilen planlama, tasarım ve inşaat kavramları üzerindeki etkisini değerlendirmektir. Tünellerin etüdü: Güzergah saptanmadan önce detaylı bir jeolojik etüd yapılmalı ve haritalar çıkarılmalıdır. Daha sonra, havalandırma, drenaj aydınlatma ile birlikte yapıya gelme ihtimali olan basınçlarla, bunlara bağlı olarak kaplamanın cinsi, şekli kalınlığı ve birim maliyeti gibi konularda da ilk etütlerin yapılması gerekir. 


1. Jeolojik Etüd
2. Saha Araştırmaları ve Zemin Etütleri


Jeoloji etüt yapılırken; Birincil, ikincil ve üçüncül gerilme durumları, kayaçların özellikleri (kimyasal, fiziksel ve mekanik özellikleri vb.), kayacın porozitesi, süreksizlikler vb. özellikler belirlenmelidir.


Süreksizlik tanımlamaları

*Oryantasyon: Süreksizliklerin eğimlerini ve doğrultularını açı cinsinden tanımlamak kazı ve tahkimatların konumu açısından önemlidir.
*Süreksizlik Aralığı: Kaya kütlesine komşu konumlu iki süreksizlik veya birbirine paralel eklemlerden oluşan bir süreksizlik silsilesindeki iki süreksizlik arasındaki dik mesafedir.
*Süreksizliklerin Devamlılığı: Süreksizliklerin bir düzlemdeki alansal yayılımının göstergesi olup, duraylılığı etkileyen önemli bir parametredir.
*Arın Direnci: Süreksizlikler nedeniyle arının kazılma direncinin tahmin edilmesi de kazı açsından önemlidir.
*Süreksizlik Yüzeylerinin Açıklığı: Eğer süreksizlik yüzeyleri temiz ve kapalı ise, diğer süreksizlik parametreleri jeolojik açıdan yeterlidir. Ancak süreksizlik yüzeylerinin açık olması durumunda bu açıklığın ölçülmesi gereklidir. Bu açıklık boş olabileceği gibi su, gaz yada herhangi bir dolu maddesi ile dolmuş da olabilir.
*Dolgu Malzemesinin Özellikleri: Süreksizliğin karşılıklı iki yüzeyi arasının dolduran ve genellikle kayaç malzemesinden daha zayıf olan malzemedir.
*Süreksizlik Yüzeylerinin Pürüzlülüğü ve Dalgalılığı: Pürüzlülük; bir süreksizlik yüzeyinin küçük ve büyük ölçekte düzlemsellikten sapmasının bir ölçüsüdür. Dalgalılık; düzlemsellikten büyük ölçekteki bir sapmayı ifade ederken, pürüzlülük ise daha küçük ölçekteki sapmaları karakterize eder.
*Süreksizliklerdeki Su Durumu: Bazı durumlarda süreksizlikler arasında su sızıntısı, birbiri ile bağlantılı süreksizlikler boyunca bir su akışı meydana gelir.
*Süreksizliklerin Yönelimi ve Süreksizlik Seti Kavramı: Süreksizliklerin uzaydaki konumları, eğim ve doğrultuları ile tanımlanır.
*Blok Boyutu: Kaya kütlesinin davranışının önemli bir göstergesidir. Süreksizlik aralığı, set sayısı ve yönelim gibi faktörler oluşan blokların şeklini tayin eder.   

Yeraltı suyunun etkisinin belirlenmesi

-Jeolojik açıdan bakıldığında kayaçların bozuşması ve yeraltı suyu durumu da tünel açılmasında analiz edilmesi gereken önemli parametrelerdir. 

-Yer altı sularının toplandığı geçirimsiz tabakalara akifer denir.


Yeraltı suyunun hidrolik karakteristiğinin belirlenmesinde suyun bulunduğu ortamlar, şu bölümlere ayrılabilir.
 Mağmatik ve Metemorfik kayaçlarda: Bu tür kayaçlarda düşük permabilite ve porozite söz konusudur. Bu tür kayaçlar içinde su akışı sadece çatlaklar içinde meydana gelir. Poroz akış ise sadece formasyonun aşırı bozunmuş kısımlarında meydana gelmektedir.
 Sedimanter kayaçlarda: Sedimanter kayaç ile konglomera, şeyl, kumtaşı, silt taşı v.b. Anlatılmaktadır. Bu tip kayaçlar %10-20 yük sek sayılabilecek poroziteye sahiptir.
 Volkanik kayaçlarda: Bazalt ve riyolit gibi kayaçlar soğuma esnasında birçok küçük kırıklar ile karşı karşıya kalmaktadır. Bu tür kayaçlarda su, oluşum özelliğine bağlı olarak bulunmaktadır. Genellikle kırıklardan su girişi gözlenir. Tüf gibi, porozitesi yüksek ve kırıklı bir yapı gösteren kayaçlarda ise, hem poroz akış hem de kırık akış gözlenmektedir.
 Fayların ve Daykları Etkisi: Faylar tünellere su girişine neden olan kaynaklardır. Bu fayların büyüklüklerine göre su girişleri orantılı olmaktadır. Su esas kayaçtan ziyade üzerinde bulunan örtü tabakasında bulunabilir.


Tünelcilik çalışmalarında yeraltı sularının önemi, diğer parametrelere göre daha fazladır. Çünkü diğer parametreler hakkında önceden tahmini bir bilgi elde edilse de, yeraltı suları hakkında böyle bir bilginin sağlıklı olrak elde edilmesi onunla karşılaşana kadar olanaksızdır. Suyun orada olduğu bilinmekte fakat ne şekilde etki edeceği bilinmemektedir.
Su gelirinin etkisi hakkında bir sonuca kesin olarak ulaşılamamasına rağmen, yapılacak modellemelerle tahmini bir su geliri ve tahmini bir etki hakkında bilgi sahibi olunabilir. Bu modellemeler için öncelikle, suyun kaynağı, suyun güzergahı, eğim ve kayacın geçirgenliği bilinmelidir. Bu veriler en azından sistemin sahip olduğu geometri hakkında yeterince bilgi vermektedir. Yaklaşık sonuçlar alınabilecek bu sistemden kesin sonuç beklemek hatalı olur. Çünkü yukarıda sayılan verilerin değişkenliği modelin kesinliğini azaltmaktadır. Örneğin tünel açılacak kayaç hep aynı kayaç olmamakla birlikte, bunların geçirgenliği gibi parametrelerde değişebilir. Yer altı suyu analizleri, aşağıdaki karakteristik tanımlamalara dayanır.
 -Fiziksel sistemin tanımı
 -Sınır koşulların belirlenmesi
 -Hidrojeolojik akım sisteminin karakteristiğinin belirlenmesi
 -Hidrojeoloji parametrelerin tahmini
 -Analiz metodunun seçilmesi


-Su kaynağının karakteristiğine ve sahanın permabilitesine göre su akışı şu sınıflara ayrılır.
 *Poroz kayaç içinden doğruca akış,
 *Geçirimsiz kayaç içinde bulunan kırıklardan akış
 *Fay breşleri içindeki akış
 *Anomaliler içndeki akış (Örneğin kireçtaşı içinde bulunan kanallarda akış)

-Yeraltı çalışmalarında karşılaşılan diğer önemli bir tehlike ise gaz akışıdır.
-Yeraltında sıkça karşılaşılan tehlikeli gazlar; Metan (CH4), Hidrojen Sülfür (H2S), kükürt dioksit, karbon dioksit, karbon monoksit, hidrojen ve radon gibi gazlardır.


YERALTI SUYU ve GAZLARIN KONTROLU

Tünel İçine Sızıntı:
Su tablası altında yer alan tünellere suyun girişi, su tablasının tavan üstündeki seviyesine, eklemlerin aralarına ve açıklıklarına bağlıdır. Islak ortamlar tünelde çalışmayı zorlaştıracağı gibi maliyeti de artırır. Sık sık iş kazalarının meydana gelmesi muhtemeldir. Delme ve patlatma istenmeyen sonuçlara neden olabilir. Özellikle kullanılacak patlayıcıların, ıslak ortamlarda ateşlemeye uygun olması gerekmektedir. Tünelin kullanıma açılmasından sonra,çok az miktardaki su sızıntıları yaya tünelleri (metro istasyonları gibi) ve ulaşım tünellerinde buzlanmaya neden olabilir. Böylece emniyetsiz koşulların oluşumu ortaya çıkar. Su sızıntıları, mimarsal unsurlara zarar verirken çelik elemanların korozyonuna neden olurlar. Yukarıda özetlenen bu gibi durumlardan kaçınmak için, ne kadar su sızıntısına izin verileceği projenin başında belirtilmelidir. Amerika’da ulaşım tünelleri için bu limit tünelin iç yüzey alanında, 0,2-1,7 lt/gün/m² olarak belirlenmiştir.Stockholm’deki yer altı geçişlerinde bu değer aralığı 1,9-9,5 lt/gün/m² ve Amerika’daki kanalizasyon tünellerinde 2,1-14,8 lt/gün/m² olarak belirlenmiştir. Sızıntı hızları, tünelden drene edilen su miktarının izlenmesi sonucu elde edilebilir. 

Tünelden Dışarıya Sızıntı:
Tüneller yüksek basınçlı su veya toksik akışkanlar taşıdıkları zaman, tünelden dışarıya sızıntı söz konusu olacaktır. Yer altı mağaralarında eğer kayanın kalitesi yüksek ise atmosferik basınca yakın değerlerde petrol ürünleri kaplamasız olarak saklanır. Eğer kazı su tablası altında ise,yer altı suyunun mağaraya sızıntısı söz konusu olacaktır. Yüksek toksik sıvılar ve yüksek basınç altındaki sıvılar mutlaka geçirimsiz kaplama ile korunmalıdır. Özellikle basınç altındaki suyun sızıntısı tehlikeli sonuçlara neden olmaktadır. Yüksek hıza sahip sular aşındırıcı karaktere sahiptir. Düşük hız fakat orta-yüksek basınca sahip sular kaplamada duraysızlığa neden olurlar. Ayrıca heyelanları da başlatabilirler. Tünel etrafındaki killi zeminler veya eklemlerdeki dolgu malzemeleri şişme eğilimli iseler, şişme basıncından dolayı kaplamalarda çatlamalara ve daha büyük hasarın oluşumuna olanak sağlarlar.

Pompalama ve Su Problemlerinin Çözümü:

Karstik kireç taşlarında olduğu gibi su akıntısının fazla olduğu yerler de yüksek kapasiteli pompaj ekipmanı kullanılır. Derinlerdeki sıcak sular, soğuk sulara oranla daha fazla problem yaratırlar. 1950-1955 yılları arasında Kaliforniya’da 10.3 km uzunluğunda bir tünel sedimanter birimlerin içinde kazılmıştır ( Trefzger-1966). Yer altı suyu güncel bir fay zonunda 41 oC ye kadar ısınıp, hızını 580 lt/sn ye kadar yükseltmiştir. Ortalama 180 lt/sn’lik bir akıntı inşaatın 16 ay durmasına neden olurken, bütün enjeksiyon işlemleri başarısızlıkla sonuçlanmıştır. İşçiler dirseklerine kadar su içinde çalışarak bu sorunu çözmeye çalışmışlardır.


Duraysızlıklar
Yüksek hıza sahip sular gevşek veya duraysız kayaçların içinden geçerken, kayaçları aşındırarak eklem açıklıklarının genişlemesine neden olurlar. 1958 yılında Stockholm Metro tünelinde ani ve aşırı su akıntısı fay zonunda dolgu olarak bulunan siltlerin yıkanmasına neden olmuştur. Tünelin üstündeki çakıllı birimden gelen bu suyun hızı 100-170 lt/sn ye ulaşmıştır. Fay zonunun ıslah edilmesi ancak dalgıçlar aracılığıyla mümkün olmuştur ( Morfeldt,1969). Sık sık rastlanan ve ciddi sorunlara neden olan bir diğer problem, tünel aynasının kazılması esnasında küçük miktarda fakat yüksek basınca sahip suyla karşılaşıldığı zaman ortaya çıkmaktadır.Kaliforniya’da , The San Jacinto tünelinin masif granit içindeki kazısında,şafttan sadece 50 m ilerde, aşırı oranda kırıklanmış ve su içeren bir fay yüzeyine, bariyer görevi yapan fay kili içine girilmiştir. Bunun sonucunda tünele saniyede 480 lt su girmiş ve beraberinde yaklaşık olarak 760 m3 kaya molozu taşımıştır. Aynı tünel güzergahında 21 tane benzer fay haritalanmıştır( Thompson,1966).

Su Tablasının Düşürülmesi
Gerek tünel içine suyun kontrolsüz olarak girmesi gerekse kontrol altındaki su tablasının düşürülmesi, bölgedeki su kaynakları üzerinde olumsuz etkiye neden olabilir. Tünel üstünde yer alan zeminde konsolidasyon ( oturma ) oluşabilir. Bu yüzden çevresel risk mutlaka değerlendirilmelidir. Drenaja ancak tünel içine gelen suyun önemsiz miktarda olup, sübsidansın oluşmasına neden olmayacağı ve su tablasının kalıcı şekilde düşürülmesi esnasında çevresel etkilenmenin oluşmayacağı zamanlarda izin verilmelidir. Bunun yanı sıra inşaat esnasında tünel içine gelen su enjeksiyonla azaltılabilir. Ayrıca, su tablası, sızıntı için daha fazla geçirimsiz bir ortam yaratacak kaplamaların yerleştirilmesine kadar kuyular aracılığı ile beslenebilir.

Gaz Tehlikesi

Doğal gazlar bazı kayaçların içindeki boşluklarda veya cephelerde bulunurlar. Özellikle metan gazları, zehirli ve patlayıcı özelliğe sahip olmalarından dolayı istenmeyen sonuçlara neden olurlar. Karbon monoksit ve hidrojen sülfür zehirlidirler. Fakat bunların patlayıcı özellikleri yoktur. Karbon dioksit gibi tesirsiz ve hareketli gazlar havalandırmanın yetersiz olduğu zamanlar boğulma etkisi yaratırlar. Gaz içeren formasyonlarda tünel açılacağı zaman araştırma sondajları ile gazların karakterinin ve miktarının belirlenmesi gerekir. Tünel açılması esnasında havadan alınan örnekler analiz edilmelidir. Sigara içilmesinden ve çıplak ateşten mutlaka sakınılmalıdır. İyi havalandırma sistemleri kurulmalıdır.

Tünel İçine Gelen Suyun Tahmin Edilmesi

Yer altı suları özellikle faylar ve eklemlerden tünel içine girerler. Uzun tünellerde kırıklı ve su içeren zonları kesme olasılığı yüksektir. Tünel açımı esnasında karşılaşılacak su potansiyelinin önceden tahmin edilmesi, muhtemel sorunların büyüklüğünü ortaya koyacaktır. Bunun için, araştırma sahasında jeoloji ve yer altı suyu rejiminin yorumlanması, kaya kütlelerinin hidrolik iletkenliklerinin ölçümü ve jeolojik haritalamanın detaylı yapılması gerekecektir. Eğer kazı esnasında bazı lokasyonlarda ani bir su akıntısı ile karşılaşılacağı tahmin ediliyorsa, ayna kazısı öncelikle küçük sondaj delikleri aracılığıyla yapılmalıdır. Böylece su basıncı ve akıntısının yavaş yavaş azaltılmasına olanak verilir. Daha sonra normal kazıya devam edilir. Tünel içine uzun dönemli sızıntılar için, bölgesel su kullanımının mevcut ve gelecekteki kullanımının değerlendirilmesi yapılmalıdır. New York Metrosu yıllarca çok az miktardaki su sızıntıları altında kullanılmıştır. Fakat zamanla şehirleşme ve tarımın artmasına paralel olarak yer altı su seviyesi yükselmiş ve su tüketimi de artmıştır.bunu sonucunda, tünele giren su miktarında artış gözlenmiştir.


Tünel İçine ve Dışına Giden Suyun Kontrolü

Tünel içine giren veya dışına giden suyun kontrolünde drenaj ve enjeksiyon genelde birlikte kullanılır.

Yeraltı Suyunun Kısa Dönemli Kontrolü
Tünelin inşaatı esnasında, trafiğin emniyetli koşullarda işlemesi için tünel tabanı özellikle kuru tutulmalıdır. Genelde şeyl tipindeki litolojilerin çamura dönüşmesi çok kolaydır. Tünel tabanı kenarlarında açılan hendek ve kuyularda suyun toplanması sağlanarak pompaj yapılmalıdır. İnşaat esnasındaki trafiğin emniyetli koşullar altında işlemesi için, taban duraylı kaya parçaları veya zayıf beton ile kaplanmalıdır.

Orta miktardaki akıntılar, tünel içinden yapılacak pompaj ile kontrol altında tutulabilir. Kaya duvarlarındaki duraysızlığa neden olabilecek düzeydeki yer altı suyu basınçları sondajlarla açılan drenaj delikleri aracılığı ile azaltılabilir.

Uzun Dönemli Su Geçirimsizliği

Bir tünel kaplamasız olduğu zamanlar, yer altı suları yol yüzeyine veya demiryolu üzerine akması sonucunda özellikle kış aylarında donmalara neden olmaktadır. Norveç’te lokal sızıntıları önlemek için karayolu tünelleri maliyeti düşük olan oluklu ( kırışık ) alüminyum ile kaplanmaktadır. Böylece sızıntı yapan sular, tünel kenarında bulunan drenlere, daha sonra da tünel dışına aktarılmaktadır. Alüminyum veya fiberglasların arasına kaya elyafı veya polyurethane köpük yerleştirilerek, suyun donması engellenebilmektedir.
Su geçirmez kaplamalı tünellerde, enjeksiyon drenaja oranla daha kullanışlı ve düşük maliyete sahiptir. Sürekli pompaj sistemlerinin uygulaması, yer altı suyunun içeriğine bağlıdır.

Çevrimdışı ozguryolcu

  • FM Yönetici
  • *
  • İleti: 7312
  • Liked: 49
  • İtibar: +16607/-1
  • Sayginlik Puani: 1530816
  • Sayginlik Derecesi:
  • Cinsiyet: Bay
  • Respect: +8
    • MADENCİLİK FORUM SİTESİ
Ynt: Tünel ve Kuyu Açma
« Yanıtla #1 : 21 Haziran 2009, 15:26:41 »
0
Saha Araştırmaları ve Zemin Etütleri

Bunlar aşağıdaki bilgileri üretebilecek şekilde hazırlanmalıdır.
 Bölgelere ayırma
 Kaya kütlesi parametreleri
 Zeminde primer gerilme zonları
 Kaya kütlesinin deformasyon özelliği
 Tünel çama makinelerinin çalışabilmesini etkileyen faktörler
 Kayacın kabarma özelliği
 Yeraltı suyu durumu

Tünellerin Projelendirilmesi
Bu aşamada sırasıyla aşağıdaki aşamalar yapılır;
 Yapıya gelen basınçlara göre kaplamanın şekil ve kalınlığı belirlenir
 Emniyet ve birim maliyet bakımından en uygun tünel açma yöntemi ve detayları saptanır
 İnşaat sırasında gerekli havalandırma, aydınlatma, ulaşım ve su atımı konularında planlama yapılır
 inşaat ve işletme giderleri ile ilgili hesaplar yapılır


Tünellerde Güzergahın Belirlenmesi

Bir tünel güzergâhının saptanabilmesi için aşağıda belirtilen noktaların göz önünde bulundurulması gerekmektedir.

1-Jeolojik etüt sonuçlarına göre, çalışmayı zorlaştıracak ve maliyeti artıracak ve kendini tutamayıp tahkimat gerektirecek zeminlerden kaçınılmalıdır.
2-Debisi, basıncı ve sıcaklığı fazla olabilecek su gelirinden kaçınmak, kaçınılamayacak durumlarda gerekli tedbirleri alarak suyu kanalize etme yolları aranmalıdır.
3-Özellikle uzun tünellerde inşaat süresini kısaltmak için şantiye sayısını arttırmak amacı ile bölgenin topoğrafik yapışma göre, uygun kuyular kolayca ve ekonomik olarak açılabilmeli, güzergâh bu kuyuların çok yakınından geçmelidir.
4-Tüneli kesintiye uğratan vadilerin geçilmesi söz konusu ise, köprü ve viyadükleri en azda tutmak bakımından bu vadiler olabildiğince dik olarak geçilmelidir.
5-Eğer tünel düzgün bir doğru şeklinde açılamıyorsa,  olabildiğince büyük yarıçaptı daire yayları kullanılmalı ve uygun şekilde birleştirilmelidir.

6-Tünelin iki ucu arasındaki kot farkı kabul edilebilecek maksimum eğimden daha fazla ise, eğimi düşürmek üzere tünel boyunu uzatmak için güzergâha helisler konabilir.

7-Uzun bir tünel, vadiye yakın olarak geçtiğinde, eğer diğer koşullar da uygunsa, güzergâhta sapma yapmak suretiyle bu vadinin açık havada kesilmesi yararlı  olabilir. Böylece tünel iki parçaya bölünmüş olacağından inşaat sırasındaki çalışma kolaylaştırılmış,  maliyet azaltılmış ve havalandırma bakımından kolaylık sağlanmış olur.

8-Şehir içi tünellerinde, büyük binaların altından geçilmesi yerine cadde ve sokakların altından geçilmesi tercih edilmelidir.

9-Nehir altlamadan geçişte gemi gabarileri göz önünde bulundurulmalıdır.

10-Şehir içi tünellerinin güzergâhlarının belirlenmesinde, tünellerin kullanım amacına göre, şehrin genel trafiği ile bağıntıları araştırılmalı ve şehircilik gerekleri de göz önünde bulundurulmalıdır.

Tünelin Boy Kesitinin Belirlenmesi

Boy kesitin belirlenmesinde aşağıdaki belirtilen noktaların göz önünde bulundurulması gerekir.

 *Tünel açımı sırasında açığa çıkan su kanalize edilmelidir. Bunun için ters eğimler kullanılmalıdır. Uygulanacak eğim % 0,2-0,5 olmalıdır.
 *Kara yolu tünellerinde eğim, havalandırma ihtiyacını azaltmak için % 3,5 olmalıdır.
 *Uzun, çift hatlı tünellerde eğim maksimum % 3 olmalıdır
 *Trafik yoğunluğu az olan tünellerde eğimler % 5-6 olabilir
 *Özellikle demiryolu tünellerinde mümkünse tek yönlü eğimler kullanılmalıdır. Uzunluğu fazla olan tünellerde, inşaatın kısa sürede bitirilmesi için iki uçtan yürütülmesi kolaylığı yüzünden tünel boy kesiti balıksırtı şeklinde olabilir. Ancak sırtın tepe noktasından havalandırmayı sağlamak için bir kuyu açılması gerekir.
 *Metro tünellerinde eğer bir sakınca yoksa boy kesit istasyonlar arasında çukur olarak geçilmelidir.
 *Metro istasyonları arası, bölgenin nüfus yoğunluğuna göre hesaplanmalı mümkün olduğunca şehir yollarının kesişme yerlerinde veya istasyon, stadyum, okul vb. yerlerde asansör gerektirmeyecek şekilde yerüstüne yakın yapılmalıdır.

Tünellerde enkesitin belirlenmesi

Demiryolu Tünelleri: Tek hatlı demiryollarında 4.5-6.0 m, çift hatlı demiryollarında 8-9 m’lik bir  genişlik verilir. Yükseklikler de anahtar taşı altına kadar en az 6.0 m olarak alınır.
   I
Karayolu Tünelleri: Açık arazideki tünellerde genel olarak 6.0 m'lik bir oto yolu yanlarda 1,0'er m'lik iki yaya yolu bulunur. Kemer yüksekliği, bordur üstünden anahtar tası altına kadar 4’m den az olmamak üzere 5,0-6,0 m dir.

Yaya Tünelleri: Yaya tünellerinin genişliği en az 3 m, yüksekliği en az 2,5 m alınır. Kesitleri dilkdörtgen kare ve daire şeklinde olabilir.

Kanal Tünelleri:



TÜNEL AÇMA İŞLERİNDE YAPILAN TEMEL İŞLEMLER
Tünelcilik Terimleri

Tünel inşasına geçmeden önce, tünelcilikte kullanılan bazı terimlerin bilinmesi gerekmekledir. Bu terimler ve bunlarla ilgili açıklamalar şöyledir;
   I
Tünel: Değişik boyut ve 30° den düşük eğimlere sahip, yeryüzüyle iki taraftan bağlantısı olan yeraltı yapılarıdır.

Galeri: Tünellerden farkı yeryüzü ile bağlantısı olma koşulu yoktur.

Kuyu: Düşey veya düşeye yakın şekilde açılmış, yüzeyle bağıntısı olan yeraltı yapılarıdır.

Zemin: Kazının yapıldığı ortam.

Üzengi: Enkesitte kemerin kenar ayaklara oturduğu seviyeden geçen çizgiye üzengi çizgisi, bunun tespit edildiği seviyeye de üzengi seviyesi denir.

Üzengi Hattı: Tünelin sağ ve solundaki kavislenmeye başladığı noktalardan geçen yatay vaziyetteki arakesitidir. Bu hat daire şeklindeki tünellerde merkezden geçen yatay durumdaki tam çapa eşittir ve onunla çakışır.



Bir Tünelin Üç Boyutlu Görünümü (Bozkurt,1981)




1- Kilit (anahtar) taşı........................Key stone
2- Kemer...........................................Arch
3- Ayak (duvar)................................Wall
4- Taban...........................................Floor
5- Üzengi..........................................Bench
6- Üzengi çizgisi (düzeyi)...............Bench line or plane
7- Kalot............................................Top heading
8- Stros............................................Invert
9- Ano..............................................Ano (unit)




Tünel Açma İşlemleri

Tünel açma işleminde başlangıçtan bitimine kadar yapılması gereken işlemler aşağıdaki gibi özetlenebilir (Bell, 1994);

1-Saha çalışmaları ile bölge jeolojisi belirlenmeli, buna bağlı olarak da tünel güzergâhı, derinliği ve konumu tespit edilmelidir.
2-Zemin etütleri ve kaya mekaniği etütleri ile zemin özellikleri, kayaç dayanımı, süreksizlikler, faylar, su durumu belirlenmelidir.
3-Deneyime ve hesaplamaya dayalı olarak, kazı kesiti, kazı yöntemi, kullanılacak makine, zemin susuzlandırma ve tahkimat elemenden tespit edilmelidir.
4-Yapısal bir model hazırlanmalı. Kazı işinin her aşaması, ön veya nihai tünel kaplaması için farklı zemin koşullarında farklı modeller hazırlanmalıdır.
5-Gerilme ve deformasyonlara bağlı olarak sistem güvenliği kontrol edilmelidir.
6-Bazı durumlarda sadece tecrübe yeterli olabilmektedir.
7-Risk yönetme
8-İn-situ ölçümler, tünel açımına başlandıktan hemen sonra başlamalıdır. Deformasyon zamana bağlı olarak artmıyorsa sistem emniyetlidir.

Çevrimdışı ozguryolcu

  • FM Yönetici
  • *
  • İleti: 7312
  • Liked: 49
  • İtibar: +16607/-1
  • Sayginlik Puani: 1530816
  • Sayginlik Derecesi:
  • Cinsiyet: Bay
  • Respect: +8
    • MADENCİLİK FORUM SİTESİ
Ynt: Tünel ve Kuyu Açma
« Yanıtla #2 : 21 Haziran 2009, 15:32:07 »
0
TÜNEL AÇMA YÖNTEMLERİ

Tüneller genel olarak üç yöntemle inşa edilir:
*Aç - Kapa
*Delme – Patlatma
*Mekanize tünel açma

1.Parçalı Kesit Yöntemi

Parçalı kesit yönteminde ilk önce nakliye amacıyla tavan ve taban galerileri sürülmekte, daha sonra diğer parçalar anolar halinde alınmaktadır Bu yöntemlerde önemsiz deformasyonlar dikkate alınmamaktadır.

2. Alman Yöntemi

Bu yöntem çekirdek yöntemi olarak da bilinir, önemini kaybetmiş olmasına rağmen, büyük kesitli yeraltı yapılarının kalot kazılarında kullanılmaktadır Bu yönteme göre, önce iki adet yan ayak galerisi ve tavan galerisi sürülür, bu çalışmayı izleyen zaman içinde yan duvarlar örülür. Daha sonra yan ayak galerilerinden tavan galerisine doğru bunlar birleştirecek şekilde tünel boyunca galeriler açılır. Bu işlemlerden sonra, çekirdek bölümüne oturtulan kısa boylu destekler yardımıyla büyük deformasyonların önüne geçilir. Daha sonra tavanın örülmesi gerçekleştirilir ve tavan kaplaması tamamlanır. Son olarak ortadaki çekirdek bölümü alınarak taban kaplaması işlemine geçilerek tünel bitirilmiş olur.


Alman Yönteminin en önemli sakıncaları çalışma alanlarının çok ve dar, zaman kaybının fazla olması ve galeri gerilmelerinin değişik yön ve şiddette ortaya çıkması olarak sıralanabilir. Yöntemin yararlan ise açılan galeriden sonra özellikleri bilinen bir formasyonda çalışılması, tavan kemerinin sağlam destekler üzerinde bulunması ve çekirdeğin oluşturulmasının fazla masraf getirmesidir. Bu yöntemde oluşabilecek deformasyonlar iyi bir şekilde kontrol edilmelidir.



Tünel açımında Alman metodunun uygulanışı (Köse vd., 1992)


3. Belçika Yöntemi
Bu yöntemin ana ilkesi, tavan basıncının dengesini korumaktır. Bunun için önce tavan galerisi sürülmekte, kalot kazısı bitiminden sonra, tavan derhal kaplanmaktadır. Tavan kaplandıktan sonra, diğer parçalar anolar halinde alınmaktadır. Yöntemin en önemli yararları, tavanın kısa sürede sağlamlaştırılabilmesi, kaya duraylılığının sağlanması ve sürekli kazıya uygun olmasıdır. Sakıncaları ise; tavan-taban kaplamalarının çabuk yapılmasının gerekmesi, çalışma alanının dar olması olarak sıralanabilir.



Belçika Yöntemi (Köse vd., 1992).


4. Eski Avusturya Yöntemi
Uzunluğu az, kesiti geniş olan tünellerde uygulanan bir yöntemdir, önce tavan ve tabanda nakliye galerileri açılır, kazı yukarıdan aşağıya doğru yapılır. Kaplama ise aşağıdan yukarı doğru ve bütün parçalar alındıktan sonra yapılır. Bu yöntem, fazla ağaç tüketimi ve taş duvar kaplamasından dolayı yüksek maliyetlere ulaşır. Tavan ve taban galerisi her 50–60 metrede bir bacalarla birleştirilerek taban galerisi nakliyat amacıyla kullanılır.   



Eski Avusturya Yöntemi (Köse vd., 1992)


5. İngiliz Yöntemi
   
Bu yöntem tüm özellikleri ile Eski Avusturya Yöntemine benzer. Ancak Eski Avusturya Yönteminden daha az parçalı olduğundan daha sağlam ve az baskılı kayaçlarda uygulanır. Ayıca tünel enkesitinin küçük olduğu durumlarda daha başarılı olarak çalışır.



İngiliz Yöntemi (Köse vd., 1992)


6. İtalyan Yöntemi: Çok plastik ve akışkan kayaçlarda uygulanan ve ender kullanılan bir yöntemdir. Yöntemin temel presibi, kazı öncesinde arın ve tünel cidarının rijit plaklarla kaplanmasıdır. İlerleme sırasında rijit plakalar ksım kısım kaldırılır. Kazılan kesimler rijit plaklarla hemen yeniden desteklenir. İlerleme oldukça yavaştır.


7. İsviçre Yöntemi
Bu yöntemde, önce tavan galerisi açılır. Bu galeriler araştırma galerisi gibi önde ilerler ve nakliyat amacıyla kullanılır. Daha sonra bu taban galerisi tavana, kadar genişletilir. Tavana ulaşıldıktan sonra, yan parçalar aşağıya doğru alınır. Kaplama aşağıdan yukarıya doğru yapılır.



İsviçre Yöntemi (Köse vd., 1992)
 


Diğer tünel açma yöntemleri ise şunlardır;
8. Tam Kesit Yöntemi
9. Tam Mekanize yöntem
10. Ön Sağlamlaştırmalı yöntem
11. Yeni Avusturya Tünel Açma Yöntemi
12. Aç Kapa tünel açma metodu

Çevrimdışı ozguryolcu

  • FM Yönetici
  • *
  • İleti: 7312
  • Liked: 49
  • İtibar: +16607/-1
  • Sayginlik Puani: 1530816
  • Sayginlik Derecesi:
  • Cinsiyet: Bay
  • Respect: +8
    • MADENCİLİK FORUM SİTESİ
Ynt: Tünel ve Kuyu Açma
« Yanıtla #3 : 21 Haziran 2009, 15:35:14 »
0
Aç-Kapa Tünel Açma Metodu



Yeni Avusturya Tünel Açma Yöntemi

Tünelcilikte, yeni bir anlayışın ortaya çıkmasına yol açan "Yeni Avusturya Tünel Açma Yöntemi (NATM)" tünelin, içinde açıldığı kaya ortamına kendi kendini taşıtma ilkesine dayanır. Yöntemin prensibi, en uygun kazı ve sağlamlaştırma yöntemleri kullanılarak kazı sonrasında oluşacak ikincil gerilme ve deformasyonların, kaya yapısının stabilizesini bozmayacak şekilde denetlenmesi, yönlendirilmesi ve kayaçların ilk sağlamlığını olabildiğince koruyarak boşluğu çevreleyen bölgenin kendi kendini tutan ve taşıyan bir statik sistem oluşturulmasıdır. Yöntemde kayacın yük taşıma kapasitesi kullanılır hale getirilerek kayaç yük oluşturulan ortamdan yük taşıyıcı ortama dönüştürülür (Köse ve ark., 2007).



Yeni Avusturya Tünel Açma Metodu (Jodl, 1995)



      Bu yöntem genelde ahşap iksa kullanılan “Eski Avusturya Yöntemi” ile pek uyum göstermemektedir. NATM’nin 22 prensibi olup, esası ana kayanın ilk sağlamlığını korumak, dağı fazla kurcalamamak yükü dağa taşıtmak koruyucu zonu boşluk ve yakınında oluşturmak, deformasyonları ve gerilmeleri ölçümlerle denetlemek, sağlamlaştırma işlemlerini en kısa zamanda tamamlamak ve kazı kesitlerini olduğunca yuvarlak seçmektir. Kollu kazıcı makinelerini kullanıldığı Şanlıurfa Tüneli bu yöntem ile açılmıştır kazıdan sonra püskürtme beton (7-8 cm), ankraj, tel kafes, çelik bağlar ve tekrar püskürtme beton (8 cm) uygulanmıştır. NATM, tünel zeminine uygun oranlarda donatı ve kaplama malzemesi kullanılır. Etkileşme ve Kaplama basınçlarının yakından izlenmesi NATM’nin önemli bir kısmını oluşturur. Uygulama yavaş olmasına rağmen tünel zemini deplasmanları ve iksa miktarları minimum seviyeye indirilerek, sonuçta ekonomik bir uygulama gerçekleştirilmiş olur. Adana-Gaziantep TEM otoyolu inşaatının Bahçe Tünelleri de NATM prensipleri kapsamında delme patlatma ile açılmaktadır..


Devamlı bozulan koşullar için, başlangıçta 20-40 mm kalınlığında püskürtme beton uygulaması gerekir. Fay yakınlarında ve tünel zemininin sıkışma potansiyelinin mevcut olduğu zamanlar püskürtme beton tabakaları U şekilli kesite sahip esnek, hafif çelik kaburgalar ile daha da kuvvetlendirilir. Günümüzde artık çelik kaburgalar yerine, çelikten yapılmış olan kafes kirişler kullanılmaktadır. Bunlar ağırlık olarak daha hafif olup, kayaca daha kolay iliştirilirler. Püskürtme beton uygulamasından sonra, donatılı beton kirişler oluşturulur.
NATM, İlk önce Avusturya, Fransa, Almanya, İsviçre ve İtalya’da uygulanmaya başlanmıştır. Bu yöntemin dünyaya yayılımı hızlı olmuştur. İlk uygulamalardan biri olan Frankfurt Metrosunda tünel açımına 1969 yılında içiçe tabakalı kil, marn,tebeşir ve kum taşında başlamıştır. Bu yöntem Japonya’daki Seikan Tüneli’nde de başarı ile uygulanmıştır. Bir başka başarılı uygulaması Mexiko City’deki Emisor Central kanalizasyon tünelinde olmuştur.



NATM, 1957 ve 1965 yılları eratında Avusturya'da geliştirilmiştir. Yöntem ilk olarak 1962'de L.V. Rabcewicz tarafından kazıdan sonra mümkün olan en kısa sürede invert betonu ile kapatılan ince bir püskürtme beton yardımı ile, oluşan deformasyonların dengelenmesi şeklinde tanımlanmış yöntem üç aşamada gerçekleştirilir.

*İnce bir püskürtme beton uygulaması,
*Tünel cidarındaki koruyucu halkanın mümkün olan en kısa sürede tamamlanması
*Sistematik deformasyon ölçümlerinin yapılması.


Yöntemin başarılı olabilmesi için; kayanın mekanik davranışının, primer gerilmeler ve su durumu gibi çevresel faktörlerin teknik girişiminin boyut şeklinin belirlenmiş olması tünel açımı sırasında ikincil deformasyonların ve gerilmelerin yeterli ölçüm ve gözlemlerle izlenerek tünel açma çalışmalarının denetlenmesi ve yönlendirilmesi gerekmektedir.


Yeni Avusturya Tünel Açma Yöntemi’nin Özellikleri

      Bu yöntem kayayı kayaya taşıtma prensibine dayanmaktadır. Kendi içinde dinamik bir yöntem olan bu yöntemin en önemli parametresi kurallara kayıtsız uymaktır. Her ne kadar Müller tarafından yönteme dair 22 prensip belirlense de, aşağıda bunlardan en önemlileri verilmiştir (Golser, 1995, Karakuş, 2004. Vardar, 1985).

Kaya kütlesinin doğal dayanımı: Yöntem tünel boşluğunu çevreleyen ve tünel tahkimatının temel bileşeni olan kaya kütlesinin tabii dayanımının muhafaza edilmesine dayanır. Kurulan ilk destek kayacın kendisini taşıyıcı unsur haline getirir.

Püskürtme beton koruması: Gevşemeler ve aşırı kayaç deformasyonları önlenmelidir. Bu, kazıdan hemen sonra uygulanan ince bir püskürtme beton tabakası ile sağlanır. Kayacın taşıma kapasitesinin püskürtme beton ile arttırılması ve deformasyonların minimize edilmesi gereklidir.

Ölçümler: Tünelin içinde açıldığı kayaçlara ait testler sürekli yapılmalı ve kazı sırasında oluşan bütün deformasyonlar ve gerilmeler ölçülmelidir. Yapılan bu ölçümler sayesinde beklenmeyen durumlara karşı anında yeni çözümler üretilebilmekte, yerine göre kazı ve tahkimat sistemi uygulanabilmektedir.   


Esnek tahkimat: İlk kaplama ince duvarlı olmalı Sağlamlaştırma işi püskürtme betonun kalınlaştırılması ile değil, çelik hasır, kaya civatası ve çelik bağlarla sağlanmalı. İlk tahkimat, kazıdan sonra gereken birincil destekleme için yapılmakta, ikincil tahkimata ise, yapılan ölçümler sonucu gereksinim duyulması halinde başvurulmaktadır.

Beton halkanın taban betonu ile tamamlanması: Taban mümkün olduğu kadar çabuk kapatılarak taşıyıcı bir halkanın oluşturulması çok önemlidir, invert kaplama kaya kütlesinin yük taşıma halkasının temelini oluşturur. Zayıf zeminlerde açılan tünellerde kazı bölümlerinin hiçbirinde bu tünel halkası geçici bile olsa açık tutulmamalıdır. Halkanın taban betonu ile kapatılma zamanı, zemin veya kayaç koşullarına bağlı olarak farklılık gösterir.

Sözleşme şartları: NATM'nin başarısı ölçümlere bağlı olarak kazı ve destek yöntemlerindeki esnekliğe dayanmaktadır. Sistemin kusursuz işlemesi için mukavelelerin bu değişikliklere imkan ve izin verecek şekilde yapılması gerekmektedir.

Tahkimat gereksinimleri: Kaya kütle sınıflamasına bağlı olarak belirlenir.

Tünelde tahkimatsız: Açıklık mümkün olduğu kadar kısa olmalıdır.

Çevrimdışı ozguryolcu

  • FM Yönetici
  • *
  • İleti: 7312
  • Liked: 49
  • İtibar: +16607/-1
  • Sayginlik Puani: 1530816
  • Sayginlik Derecesi:
  • Cinsiyet: Bay
  • Respect: +8
    • MADENCİLİK FORUM SİTESİ
Ynt: Tünel ve Kuyu Açma
« Yanıtla #4 : 21 Haziran 2009, 15:41:32 »
0
Yeni Avusturya Tünel Açma Yönteminde;

 Patlayıcı ile yeni açılmış tünel etrafındaki duvarlar gevşek eklemli zeminlerde çentikli bir yüzey hattı arz eder. Püskürtme betonu öncelikle, zayıf düzlemler boyunca olan kopmalarla meydana gelen köşe ve çukurluklar, bu yerlerde oluşan gerilme yoğunlaşmasına mukavemet sağlamak üzere tatbik edilir. Sert blokların uçlarının kaplanması veya ince olarak kaplanmış olması önem taşımaz.

 Püskürtme beton tatbikatının zamanlaması önemlidir. İlk tabakanın kazıdan hemen sonra tatbik edilmesi gerekmesine rağmen, püskürtme beton mukavemeti artarken zemindeki deformasyonun azalan bir hızda oluşmasına izin vermek için günlük veya haftalık aralıklarla ilave tabakalar tatbik edilebilir.

 Püskürtme betona gömülen çelik hasırın asıl fonksiyonu gevşek malzemenin tutulması ve sıva çıtası işlevi görmesi değil püskürtme beton kaplamanın kesme mukavemetini arttırmasıdır.

 Klasik tünelcilikte, kaya saplamaları gevşek haldeki dilim veya blokları durdurma için kullanılır. NATM'a göre ise, kaya saplamaları, hareketleri durdurma için kullanılır. Bu nedenle, kaya saplamalarının sadece uçlarından ankrajlanıp bırakılmaması, saplama plakalarının tüm yüzeyi ile zemine aderansı sağlanmalıdır.


Yeni Avusturya Tünel Açma Metodunda kazı delme patlatma veya mekanize olarak yapılabilir. Masif yapılı çatlak ve eklem sistemler az gelişmiş bir kayada kullanılan destek elemanları aşağıda özetlenmiştir.

1-Birinci kat püskürtme beton: Eklem çatlaklarını kapamak, hava ile teması kesmek, duyarlılığı arttırmak amacıyla yapılır (5 cm).
2-Tel kafes: Kemerlenmeyi sağlamak ve tabana iletmek, tavan kayasının bir bütün halinde deformasyonunu sağlamak amacıyla kullanılır.
3-Kaya Saplaması: Plastik deformasyon bölgesini, elastik deformasyon bölgesine yaklaştırmak, doğal dengesi bozulan kayaçları sağlamlaştırmak, ankraj görevini sağlamak amacıyla uygulanır.
4-İkinci kat püskürtme beton (8-25 cm): Tel hasırın ve diğer çelik donatıların korozyonunu önler ve betonlama için düzgün bir tünel yüzeyi sağlar.

Bu dört elemanla, geçici destek oluşturulur. Kaya saplaması yardımıyla da kayacı kayaca taşıtma olayı gerçekleştirilir.



Yeni Avusturya Tünel Açma Metodu tahkimat elemanları(Köse ve ark., 2007)















Yeni Avusturya Tünel Açma Metodu ile açılan bir tünelde, değişik ikincil gerilmelerin oluşmasını önlemek için kazı, büyük parçalar halinde yapılır. Kazı işlemi üç aşamada gerçekleştirilir.

 Birinci kademe kazıda (kalot), tünel profilinin üst kısmı, yarım daire şeklinde alınır.
 İkinci kademe kazı (stros), birinci kademe kazıyı 25–30 m geriden izler.
 Üçüncü kademe kazı veya taban (radye) kazısı, ilk iki kademeyi takiben son olarak yapılır.

Ancak, kazı aşamalarının (parçalarının) sayısı aşağıdaki parametrelere bağlı olarak değişebilmektedir.

 *Tünel boyutları
 *Kayaç formasyonunun cinsi
 *Deformasyon limitleri
 *Sarsıntı (patlatma) limitleri
 *Makine ve ekipman tipi, kapasiteleri
 *Çalışan personelin tecrübesi
 *Tünelin inşa edilme süresi


Sağlam kayaçlarda açılan orta boy kesit alanlı (25–60 m2) tünellerde; kazı, üst yarı ve alt yarı kazısı olarak iki aşamada gerçekleştirilebilir. Kesit alanına göre hidrolik kırıcılar veya kollu galeri açma makineleri kullanılabilir. Kazı sırasında zorluk çıkartan bölümler delme-patlatma ile geçilebilir.

Sağlam kayaçlarda açılan büyük kesit alanlı (60 m2’den büyük) tünellerde ise kazı aynı şekillerde yapılabildiği gibi delik delme, tahkimat işlemleri özel ekipmanlar gerektirir. Kazı aşamalarının sayısı fazladır. Özel ekipmanlarla kesit alanı 150m'ye kadar olan tüneller üst yarı ve alt yarı kazısı olarak iki aşamada açılabilir. Ancak, bu şekilde bir tünel açmada alt yarı kazısının, üst yarı kazısını en az 100 m geriden izlemesi gerekmektedir.

Çatlaklı kayaçlarda açılan küçük kesit alanlı (25 m2’ye kadar) tünellerde; tünel yüksekliğinin 4–5 m kadar olması durumunda kazı, tam kesit şeklinde ve tek aşamada yapılabilir. Ancak, kazı kesitinin korunması, kesit dışı açılmaların önlenmesi gerekir. Kaya bulonları ile çatlaklı kütlelerin tünel boşluğu içerisinde tehlike oluşturması önlenmeli ve püskürtme beton atılarak  kayaçtaki eklemler ve çatlak sistemleri kapatılmalıdır


Kazı aşamaları birbirini belli bir mesafeden (pratikte 15-30 m) takip etmelidir. Mesafenin doğru ayarlanmış olması, daha sonra çıkabilecek teknik ve ekonomik sorunları da önler.
Zayıf kayaçlarda kayacın kendi kendini tutma süresi yok denecek kadar azdır. 30 m2 kesite kadar olan tünellerde kazı küçük kazı adımlan ile gerçekleştirilir. Kazı ile birlikte tahkimatın yerleştirilmesi yapılır. Kesit genişliğine göre kazı ekskavatör ile yapılabilir. Ekskavatör ile yapılan kazıda üst yarı kazısını 3–4 m geriden alt yarı kazısı izler.   

Zayıf zeminlerde açılan ve kesiti 30 m2'den büyük olan tüneller için aşağıda f anlatılacak olan 4 temel kazı tipi önerilmektedir.

1. Tip Kazı: Arın, yan duvarlardaki iki galeri ve merkezdeki çekirdek olmak üzere 3 bölüme ayrılır. Galeriler eş zamanlı olarak sürülüp, her bir arın üst yarı kazısı, alt yarı kazısı ve tabana hazırlık kazısı şeklinde basamaklandırılır. Gerekli görülen yerlerde, paralel galerilerin arınları arasında mesafeler bırakılabilir (ICE, 1996)


2. Tip Kazı: Bu kazı sırasında, geçici bir duvar, arını iki eşit parçaya bölmektedir. Her bir arın üst kazı, alt kazı ve tabana hazırlık kazısı biçiminde basamaklandırılır ve genişletme işlemi, nominal olarak 9 m çapındaki bir tünelde yan galerinin 25 m ötesinde başlar. Genişleme sürdükçe ortadaki duvar kırılmakta, çelik hasır ve kafes iksa monte edilmekte ve daha sonra beton püskürtülerek halkanın kapanması sağlanmaktadır, urada dikkat edilmesi gereken nokta, taban kısmındaki tahkimatın istenen dizayna cevap verecek şekilde düzgün kurulmasıdır.



1. Tip Kazı şekli



2. Tip Kazı şekli

Çevrimdışı ozguryolcu

  • FM Yönetici
  • *
  • İleti: 7312
  • Liked: 49
  • İtibar: +16607/-1
  • Sayginlik Puani: 1530816
  • Sayginlik Derecesi:
  • Cinsiyet: Bay
  • Respect: +8
    • MADENCİLİK FORUM SİTESİ
Ynt: Tünel ve Kuyu Açma
« Yanıtla #5 : 21 Haziran 2009, 15:47:55 »
0

3. Tip kazı şekli


4. Tip kazı şekli
















NATM’nin Avantaj ve Dezavantajları
Avantajları:
 *Çok değişik zemin şartlarına uyumludur,
 *Farklı enine kesitlere kolaylıkla ve esnek olarak uygulanabilir,
 *Kısa ve küçültülmüş bölümlere ekonomik uygulanabilir,
 *Tam kesit galeri açma makineleri ile birlikte kullanımı kolaydır,
 *Yatırım maliyetleri düşük ve amortismanı daha çabuk,

Dezavantajları:
 *Yeraltı suyunun altında uygulanması sadece ek ölçümlerle olabilir,
 *İlerleme oranı nispeten düşüktür ve önemli artışlar sağlanamaz,
 *Personel eğitimi, yetiştirilmesi ve pratik kazandırılması kolay değildir,
 *Kalifiye işçilik ve yüksek kaliteli malzeme gerektirir,
 *Projeyi yaptıran ve yapan açısından anlaşma ve risk dağılımı zordur,
 *Otomasyon olasılığı sınırlıdır.


Püskürtme Beton
   
Püskürtme beton, agrega, çimento, su ve priz hızlandırıcı katkı karışımının bir boru hattı içerisinde basınçlı hava ile taşınıp, püskürtülerek yerleştirilen betondur. Kaya kütlesinin gevşemesini önlemek amacı ile ve taşıyıcı eleman olarak kullanılır.Geleneksel betona göre;
   
 *Kalıp gerektirmeden çok çabuk uygulanabilmesi (1-6 dk),
 *Esnek olması, ekonomik olması
 *Özel katkılar sayesinde hızlı prizlerime (12-20 dk),
 *Zemine iyi yapışma,
 *Dayanımının çok çabuk artması (8 saat içinde 50 kg/cm2),
 *Sünek davranış göstermesi, kalıcı dayanımı,
 *Düşük geçirgenliği ve daha ince olması,
gibi avantajları nedeni ile yeraltı mühendislik yapılarında ve maden mühendisliği uygulamalarında çok yaygın olarak kullanılmaktadır.


İlk olarak 1907'de ABD'de kullanılmış, 1960'lardan sonra Yeni Avusturya Tünel Açma Yönteminde tahkimat sisteminin temel bir unsuru olarak kullanılmaya başlanmıştır. Günümüzde, tünelcilik, madencilik, hidroenerji santralleri ve şev stabilitesi gibi alanlarda temel tahkimat elemanı olarak yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Bunların dışında inşaat sektöründe, kanal kaplamasında, tamir işlerinde, liman işlerinde, ateş ve korozyona karşı korumada, tarımda, tuğla duvarların kaplanmasında da kullanılmaktadır.   


Püskürtme Beton Malzeme Bileşenleri

Püskürtme beton, normal betonda olduğu gibi, iri ve ince agrega, çimento, su ve buna ilaveten priz hızlandırıcı katkılardan oluşan bir karışımdır. Gerek taze beton gerekse prizlenmiş beton malzemesinin erken ve nihai dayanımı, işlenebilirlik, geri sıçrama gibi özellikleri, karışım bileşenleri miktarının yanı sıra bu malzemelerin mühendislik özellikleri (agrega granülometrik karakteristik, agrega/çimento oranı, su/çimento oranı, çimento cinsi, kullanılan hızlandırıcı cinsi ve miktarı) ile yakından ilgilidir (Arıoğlu ve Yüksel, 1998).



Çimento

Püskürtme beton uygulamasında genellikle normal Portland çimentosu kullanılmaktadır. Portland çimentosu, killi ve kalkerli hammaddelerin pişirilmeleriyle elde edilen klinkerin kireç, alümin, demir oksit ve silis bileşimli hammaddelerle uygun oranda karıştırılıp yüksek sıcaklıkta, sinterleşmeye kadar (1350–1450°C) pişirilmeleri sonucunda elde edilen üründür.  Çimento su ile birleştiğinde göstereceği prizlerime hızını kontrol edebilmek amacıyla, az miktarda (%3-6 oranında) alçı taşı ile birlikte öğütülmesi sonucunda elde edilen ve su ile birleştiğinde sertleşen, erimeyen hidrolik bir bağlayıcıdır. Özel kullanım isteklerine bağlı olarak refrakter fırın uygulamasında kalsiyum alüminatlı sülfatlı suların bulunduğu ortamlarda sülfata dayanıklı çimento ve kaplamanın erken direnç kazanması istendiği durumlarda hızlı sertleşen çimento gibi farklı tipte çimentolar kullanılabilir.


Agrega

Agrega püskürtme beton malzemesinin iskeletini oluşturur. Agrega, çimento ve su ile birlikte betonu oluşturan temel malzemelerden birisidir. Agrega, beton yapımında çimento ve su karışımından oluşan bağlayıcı madde yardımıyla bir araya getirilen, organik olmayan, kuru, çakıl, kırma taş gibi doğal kaynaklı taneli malzemedir. Beton hacminin yaklaşık dörtte üçü agrega tarafından oluşturulmaktadır. Betonda agrega kullanılması, sertleşen betonun hacim değişikliğini önlemekte veya azaltmakta, çimento hamurunun zamanla kuruyarak büzülmesi ve çatlamasını önlemekte, çevre etkilerine karşı betonun dayanıklılığım arttırmakta ve betonda gerekli dayanımın sağlanmasına yardımcı olmaktadır.

Betonda kullanılan agrega özellikleri beton yapımında malzemelerin karışım oranlarını, taze betonun işlenebilmesini, pompalanabilmesini, terlemesini ve beton yüzeyinin   mastarlanıp   düzeltilebilmesini   önemli   ölçüde   etkileyebilmektedir. Sertleşmiş betonun, dayanımı, büzülmesi, birim ağırlığı, termik özellikleri ve ekonomisi gibi başlıca özellikleri de agrega özellikleri tarafından etkilenebilmektedir. 
Püskürtme beton uygulamasında ekipmanlarda az aşınmaya yol açması ve daha iyi  pompalama özelliğine sahip olması nedeni ile yuvarlak şekilli doğal agregalar, kırma taş agregaya göre daha fazla tercih edilir (Anoğlu ve Yüksel, 1998).

Çevrimdışı ozguryolcu

  • FM Yönetici
  • *
  • İleti: 7312
  • Liked: 49
  • İtibar: +16607/-1
  • Sayginlik Puani: 1530816
  • Sayginlik Derecesi:
  • Cinsiyet: Bay
  • Respect: +8
    • MADENCİLİK FORUM SİTESİ
Ynt: Tünel ve Kuyu Açma
« Yanıtla #6 : 21 Haziran 2009, 15:53:46 »
0
Su
Temiz, içilebilir ve sağlığa zararlı maddelerden arınmış olması suda aranan tek özelliktir. Su ve çimento karışımının oranı %35'ten düşük %50'den büyük olursa, tatminkâr bir püskürtme beton üretmemize olanak yoktur. Genel olarak bu oran %40 ile %45 arasındadır.

Katkılar
Püskürtme betonda gerek taze betonun fiziksel özelliklerini (pompalanabilirlik, işlenebilirlik, kıvam, yapışkanlık, priz süresi) gerekse yerine yerleştirilmiş sertleşme sürecindeki betonun fiziksel ve dayanım özelliklerini kontrol etmek amacıyla karışıma çeşitli katkı maddeleri ilave edilmektedir. Bunların başlıcaları aşağıda belirtilmiştir.

Priz Hızlandırıcılar
Püskürtme betonun deformasyona uğrayan arazi tabakalarına karşı erken taşıyıcılık göstermesi en başta aranan özelliklerden birisidir. Karışıma ilave edilen bu maddeler çimentonun hidratasyon sürecini kısaltır ve yerine yerleştirildikten hemen sonraki kür sürelerinde yüksek dayanım kazanmasını sağlar.



Kuru ve yaş püskürtme yöntemleri (Arıoğlu ve Yüksel, 1999)


Kuru Yöntem

Kuru yöntem, nemli harç malzemesinin ve çimento beslemesinin, bir yerleştirme makinesine konması ve basınçlı havayla beslenip atış tabancasına verilmesiyle gerçekleşir. Püskürtme beton makinesindeki rotorda bulunan hücreler vasıtasıyla üniform bir şekilde boru hattına beslenen karışım, basınçlı hava ile püskürtme ucuna kadar iletilir. Hidratasyon için gerekli su, malzeme dışarıya çıkmadan önce püskürtme ucunda basınçlı olarak verilir. Su elle kontrol edilip, yüzeyin ıslaklık durumuna göre ayarlanır. Çimentonun agregayı iyice sarması için agrega ağırlıkça %3 ila %8'i kadar nem içermesi istenir. Bu nem aynca püskürtme sırasındaki toz oluşumunun önlenmesi içinde gereklidir. Ancak daha fazla su bloklaşmaya yol açmaktadır. Kullanılan katkı sıvı ise su ile birlikte püskürtme ucunda, eğer toz halindeyse püskürtme beton makinesine dozaj ünitesiyle ilave edilir.
Kuru karışım yönteminde silindir hazneli ve tekerlek tip olmak üzere iki çeşit makine mevcuttur. Püskürtme kapasitesi 0,6-11,5 m3/saat aralığında olup bu sınırlar içerisinde kapasite rotorun dönüş hızı ile ayarlanabilmektedir. Kullanılan iletim borusu-hortum çaplan 25–27 mm aralığındadır. Hortum çapı seçiminde iletim mesafesi, uygulama kapasitesi ve maksimum agrega çapı dikkate alınır. İletim hatlarında aşınmaya daha dayanıklı olması bakımından sabit olan kısımlarda çelik boru, püskürtme ucuna yakın olan kısımlarda ise esnek olması amacı ile kauçuk hortumlar kullanılmaktadır. Püskürtme ucu, kuru püskürtme yönteminde karışıma suyun ilave edildiği kısımdır. Burada karışım suyu basınçlı olarak sprey şeklinde verilir.



Yaş Yöntem   

Yaş püskürtme beton uygulamasında ise karışım; harç malzemesi, çimento ve suyun  karışmasıyla oluşturularak beton pompasına beslenir ve pompa ile iletim borusundan püskürtme ucuna kadar iletilir. Karışımın yüzeye püskürtülmesi için gerekli basınçlı hava, seçime bağlı olarak pompa çıkışında veya püskürtme ucunda verilebilir. Yaş karışım yönteminde karışıma ilave edilen katkı genellikle sıvı halinde olduğundan püskürtme ucunda ilave edilmektedir.

Yaş karışım yönteminde betonun püskürtme ucuna iletilmesi, beton pompaları ile yapılmaktadır. Pistonlu, sıkıştırmalı ve pnömatik olmak üzere üç tipi vardır. Püskürtme kapasitesi pompa başında bulunan operatör tarafından sağlanır. Yaş karışım püskürtme yönteminde basınçlı hava ve hızlandırıcı püskürtme ucunda verilmektedir. Halkalı ve hava tüplü olmak üzere iki tıp kullanılmaktadır.


Püskürtme Betonun Geri Sıçraması

Püskürtme sırasında agreganın iri kısmı ve hamurun bir kısmı yüzeye yapışmayarak geri sıçrar ve yere dökülür. Geri sıçrayan malzemenin miktarı uygulamanın ekonomisini etkilediği gibi üretilen püskürtme betonun mekanik özelliklerini de olumsuz yönde değiştirmektedir. Geri sıçramayı etkileyen başlıca faktörler Çizelge de belirtilmiştir.


Geri sıçramaya etki eden faktörler

Karışım Özellikleri                                              Kullanılan Ekipman ve Operatör

Agreganın tane boyutu                                      Püskürtme beton tabakası kalınlığı

İri agrega / toplam agrega oranı                          Püskürtme uzaklığı

Lif malzemesinin miktarı ve geometrik boyutları   Püskürtme ucundaki basınç ve tanelerin hızı             

                                                                     Püskürtmenin yatayla yaptığı açı

                                                                      Operatör deneyimi



Çizelge’de sıralanan parametrelerin denetlenmesiyle geri sıçrama ile oluşan malzeme kaybı minimize edilebilmektedir. Batı Almanya'da geliştirilen bir mekanizma vasıtasıyla geri sıçrama olayı hemen    hemen     ortadan kaldırılabilmektedir. Döner kapılı bant olarak adlandırılan bu sistem, bir  püskürtme ucu ile monte edilmiş üç tamburlu bir banttan oluşmaktadır. Püskürtme beton, kaya ile döner bandın açık tarafına püskürtülmekle, geri sıçrayarak bandın açık kısmına dökülen malzeme belli bir hızla dönen bant vasıtasıyla tekrar yüzeye yapıştırılmaktadır. Bu sistemin püskürtme beton uygulamasında, geri sıçrama miktarım azaltmasının yanı sıra aşağıda sıralanan avantajları bulunmaktadır (Arıoğlu ve Yüksel, 1999).

 *Toz oluşumunda belirgin azalma ve iyileştirilmiş çalışma koşulları
 *Mekanize ve daha kontrollü uygulama,
 *Püskürtmede optimum mesafe ve püskürtme açısı,
 *Kimyasal katkı tüketiminde azalma
 *Püskürtme operatörünün çalışma yükünde azalma
 *Daha kalın püskürtme beton tabaka kaplaması yapılabilmesi

Çevrimdışı ozguryolcu

  • FM Yönetici
  • *
  • İleti: 7312
  • Liked: 49
  • İtibar: +16607/-1
  • Sayginlik Puani: 1530816
  • Sayginlik Derecesi:
  • Cinsiyet: Bay
  • Respect: +8
    • MADENCİLİK FORUM SİTESİ
Ynt: Tünel ve Kuyu Açma
« Yanıtla #7 : 21 Haziran 2009, 16:00:17 »
0
Delme-Patlatma Yöntemi ile Tünel Kazısı

Delme-Patlatma yöntemiyle tünel kazısının gerçekleştirilmesinde sırasıyla şu adımlar izlenir (Heiniö, 1999).
 *Patlatma deliklerinin delinmesi ve bu deliklere patlayıcı maddenin şarj edilmesi,
 *Patlayıcı ile şarj edilen deliklerin patlatılması ve patlama gazlarının tahliye edilmesi,
 *Patlatılan kayanın yüklenmesi ve nakledilmesi,
 *Tünel duvarlarındaki askıda kalmış kaya parçalarının temizlenmesi,
 *Ön (geçici) tahkimatın kurulması,
 *Rayların, havalandırma ekipmanlarının, basınçlı hava borularının ve diğer donanımın ilerletilmesi.


 Bir tünel patlatmasında aynada delinen delikler şu şekilde sıralanabilir;
 -Kontur delikleri
 -Patlatma (kazı) delikleri,
 -Orta Çekme (kesme) delikleri,
 -Taban delikleri



Kontur delikleri: Tabanda kazı delikleri ile aynı aralıklarla yerleştirilmelerine rağmen, dilim kalınlıkları daha düşüktür (0,7–1,1 m). Kontur deliklerinin yanlış delinmesi ve şarj edilmesi patlamamış kısımların kalmasına neden olabileceği gibi aşın kazıya da sebep olabilir. Tünelcilikte kontur delikleri kazı delikleri ile birlikte patlatılır ancak biraz gecikme uygulanır. Son kesme ile düzgün tünel cidarı elde edildiği için püskürtme beton ve dökme beton gereksinimi azalır.
Patlatma (kazı) delikleri: Orta çekmenin etrafım saran deliklerdir. Çaplan 41–51 mm arasında değişir.
Orta çökme delikleri: Patlatma işleminin başladığı deliklerdir. Orta çekme deliklerinin yerleştirilmesi, düzeni ve hassasiyeti başarılı bir patlatma için çok önemlidir. Orta çekme delikleri verimli ve yeterli şekilde çalıştırılamazsa istenilen ilerleme sağlanamaz. Orta çekmeler tünel arının herhangi bir yerinde oluşturulabilmelerine karşın orta kısımlarda oluşturulması paşanın ortada yer almasını ve diğer işlemlerin yürütülmesinde kolaylık sağlar.



Patlatma deliği gereksinimleri (Williams, 1997)


Tünellerde Enjeksiyon
Tünellerde enjeksiyon çalışmalarının amaçları:

 Tünellerin sağlamlaştırılması: tavan malzemelerini çimento ile birbirine bağlamak veya kaya içindeki boşlukları doldurmak,
 Temelleri su sızdırmaz hale getirmek: kaya içindeki çatlakları doldurmak
 geçirimsiz hale getirmek şeklinde özetlenebilir.
 Enjeksiyon çalışmaları genelde iki aşama halinde yapılır. İlk asama kontak enjeksiyonudur. Tünel betonunun dökülmesi sırasında tünel tavanı ile kemer betonu anısında yerçekimi etkisinden kaynaklanan beton boşlukları oluşur. Bu boşluklar enjeksiyon ile doldurulmadığı zaman boşluklara dolan basınçlı su betonu zorlayacaktır. Bu tavan boşluklarının doldurulması amacıyla yapılan enjeksiyon çalışmalarına Kontakt Enjeksiyon denir.

 Kontakt enjeksiyondan ayrı olarak tüm tünel çeperine yapılan enjeksiyona da Konsolidasyon Enjeksiyonu adı verilir. Bu enjeksiyonun amacı tüneli
çevreleyen kayayı sağlamlaştırmak ve su sızdırmazlığını sağlamaktır Bu iki enjeksiyon çalışmasından sonra tünel çevresinde sağlam bir kemerlerime zonu elde edilir.



Dönen Şiltlerin uygulanışı (Maidl vd., 1996)


Haggloader: Yükleyici olarak kullanılan haggloader, kavrayıcı bıçaklar ve kazı kollan aracılığı ile farklı nakliye araçlarına yükleme işini gerçekleştirir. Yüklemeişlemi sırasında sürekli ve düzenli çalışır. Haggloader in yükleme işindeki çalışmailkesi, tünel boyunca malzemeyi kavrayıcı kolların önüne itmesi ve tüm açıklığı temizlemeğidir. Kazıcı kollar malzemeyi konveyöre yöneltir, orada da zincir konveyör malzemeyi toplar. Yükleyici çalışma süresi içerisinde adım adım ileri gider. Kazıcı kollar aşağı yukarı, öne geriye ve yatay olarak toplam 183° lik bir çalışma açısıyla hareket eder. Operatör için emniyetli çalışma olanağı sağlar





TÜNELLERDE KAPLAMA TASARIMI

 -Tüneller ya da diğer yeraltı yapıları için gereken beton kaplamalar, su geçirmezlik, hidrolojik açıdan düzgünlük, dayanıklılık, görünüş ve iç yüklerin karşılanması gibi birçok işlevsel kriterler düşünülerek tasarlanır. Bu tasarımlarda kaplamanın, kendini çevreleyen kayaçlarla olan ilişkileri de göz önünde bulundurulmaktadır.
 -Tünelcilikte  çok  geniş  bir yelpazede uygulanan püskürtme beton kaplaması, tünellere hem ön zemin desteği sağlamakta hem de tüneli çevreleyen kayayı, erozyondan ve suyun hasar verici etkisinden korumaktadır. Kaplama tasarımında göz ardı edilemeyecek olan en önemli kısım, mühendislik çalışmasının yapıldığı yeraltı koşullarına uygun kaplama türünün belirlenmesi ve seçilmesidir.
 -Püskürtme beton, yeraltı yapılarında genellikle çelik hasır, kaya bulonu ve çelik iksa gibi diğer destekleme elemanlarının birisi ya da birkaçı ile birlikte kullanılmaktadır. Yalnızca püskürtme betonun kullanıldığı durumlarla çok az karşılaşılır. Püskürtme beton kaplaması, ancak çok iyi jeomekanik koşullarda işlev görebilir. Bu nedenle püskürtme beton kaplama kalınlığının boyutlandırılması diğer tahkimat elemanlarıyla birlikte ele alınır



Tünellerde Kaplama Tasarımı

1-Amprik Yaklaşımlar
    *Terzaghi (Kaya Yükü) Sınıflaması
    *RMR - Jeomekanik Sınıflama Sistemi
    *Q – Kaya Sınıflandırma Sistemi
2-Analitik Yaklaşımlar


TÜNELLERİN HAVALANDIRILMASI


Tünellerin havalandırılması, genel prensip olarak madencilikte havalandırma şartlarına bazı yönlerden benzemekle birlikte, belirgin bazı farklılıklar içermektedir. Tünel havalandırmasının iki farklı aşaması vardır.

Geçici (tünel açılımı sırasında) havalandırma
Sürekli havalandırma sistemi


Geçici Havalandırma: Tünellerde geçici havalandırma dizaynı madencilikteki uygulamalarla aynıdır. Havalandırma için ne kadar temiz havanın gerekli olduğunun hesabında aşağıdaki faktörler göz önüne alınmaktadır.
 *Vardiyada çalışan personel sayısı,
 *Kullanılan taşıma sistemi,
 *Kullanılan patlayıcı tipi, miktarı,
 *Tünel açma yöntemi,   
 *Jeolojik koşullar,
 *Tünelin uzunluğu.



Geçici Havalandırma Yöntemleri   
Tünel açımı sırasında 3 tip geçici havalandırma yöntemi vardır.
 *Üfleyici havalandırma
 *Emici havalandırma   
 *İki sistemin kombinasyonu
Üfleyici havalandırma: Bu metotta temiz hava arına doğru borularla üflenmektedir. Bu yüzden arında çalışan işçiler, sürekli temiz havayla çalışırlar.
Emici havalandırma: Emici havalandırmada kirli hava borulardan emilmektedir ve temiz hava tünel aksı boyunca arına doğru hareket etmektedir. Böylece arında sürekli temiz hava bulunmaktadır.
Kombine yöntem: En çok kullanılan bu yöntemde üfleyici ve emici havalandırma sistemleri birlikte kullanılmaktadır. Bu sistemde temiz hava üflenir ve kirli hava çalışılan arın üzerinden emilerek alınır.

Sürekli Havalandırma Yöntemleri

Basit olarak 4 çeşit yöntem vardır.
 *Doğal havalandırma
 *İndüklenmiş hareketli havalandırma yöntemi
 *Mekanik havalandırma
 *Kimyasal havalandırma

Doğal Havalandırma: Genellikle 800 m’den daha kısa tünellerde karşımıza çıkmaktadır. Trafiğin yoğun olduğu yol tünellerinde havalandırma doğal havalandırma olarak seçilmemelidir.

İndüklenmiş Hareketli Havalandırma Yöntemi: Eğer tünel hareketinde trafik bir hat boyunca ise aerodinamik sürüklenme ve piston etkisiyle havalandırma doğal havalandırma gibi bu doğrultuda gelişir.


KUYU AÇMA

Kuyular, yer üstünden başlayarak ana kuyu şeklinde yada yardımcı kuyu olarak yeraltında açılabilirler. Kazılan cevherin yerüstüne çıkarılmasında, ocağa gerekli temiz havanın verilmesi ve kirlenen havanın dışarı atılmasında, ocakta kullanılacak makine, teçhizat ve malzemenin yeraltına indirilmesinde, su ve basınçlı hava boruları ile elektrik kablolarının döşenmesinde kuyulardan yararlanılmaktadır. Kuyular yararlanıldıkları konuya göre de isimlendirilmektedir. Örneğin hava giriş kuyusu, hava çıkış (nefeslik) kuyusu, nakliye kuyusu gibi.
Genellikle derin maden işletmelerinde emniyet yönünden en azından iki kuyu bulunmalıdır. Bunlardan biri nakliyat veya hava giriş kuyusu, diğeri ise hava çıkış kuyusudur.
Madencilikte açılan kuyular genellikle dikey kuyulardır. Eğer maden yatağının yerüstü ile bağlantısı varsa, damarın eğimine göre yatık veya meyilli kuyularda açılabilir. Yatık kuyular düşük eğimlerde, meyilli kuyular ise büyük eğimlerde açılırlar



Bir maden yatağında yapılacak hazırlıklara kuyu açmakla başlanır. Kuyu, istenilen derinliğe ulaştıktan sonra, kuyudan itibaren diğer hazırlıklara girişilir Kuyunun açıldığı kayaç az su gelirine sahipse normal kuyu açma yöntemleri uygulanır. Buna karşın, hem kayaç sağlam değil hem de su geliri fazla ise özel kuyu açma yöntemlerinden birinin uygulanması zorunludur.
 Kuyunun açılacağı yer saptandıktan sonra kuyu açma işine başlamadan önce, kuyunun keseceği kayacın ve kuyu açılacak bölgenin hidrojeolojik durumunu anlamak üzere, mutlaka 50–75 mm çapında bir sondajın açılması gerekir. Bu sondaj, kuyudan en fazla 50–60 m uzaklıkta olmalıdır. Fakat hiçbir zaman kuyu kesiti içinde bulunmamalıdır. Aksi halde yer altında, basınç altında bulunabilecek su, kuyu açma işinde sorun yaratabilir. Kuyu açmada su geliri 0,5 m3/dak'nın üzerine çıktığı andan       itibaren özel kuyu açma yöntemlerinin uygulanması zorunludur.

Çevrimdışı ozguryolcu

  • FM Yönetici
  • *
  • İleti: 7312
  • Liked: 49
  • İtibar: +16607/-1
  • Sayginlik Puani: 1530816
  • Sayginlik Derecesi:
  • Cinsiyet: Bay
  • Respect: +8
    • MADENCİLİK FORUM SİTESİ
Ynt: Tünel ve Kuyu Açma
« Yanıtla #8 : 21 Haziran 2009, 16:07:27 »
0
Kuyu Açmanın Amaçları;

 *Mineral ve gaz üretimi   
 *İnsan, malzeme ve ekipman nakli   
 *Havalandırma   
 *Servis (kablo, boru)   
 *Cevher nakli
 *Yeraltı silosu
 *Güvenlik   
 *Nükleer atık transferi   
 *Sıvı veya gaz stoklama olarak sayılabilir.   





KUYU AÇMA İŞLEMLERİ

1-Normal Yöntemlerle Kuyu Açma

Kuyu Yeri Seçimi
 Bir maden yatağının ekonomik olarak işletilebilmesi için kuyunun açılacağı yerin seçiminin önemi büyüktür. Bunun için maden yatağının durumu, yani yeraltı ve yerüstü ile ilgili faktörler önemli rol oynarlar. Bu faktörlerin etkileri bazen birbirlerinin aksine olabilir. Bunun için kuyu yerinin seçiminde bu hususların dikkatle incelenmesi ve sonuç olarak hangi lokasyon ağırlık kazanıyorsa kuyunun orada açılması gerekir.   
 Yeraltı ile ilgili faktörlerin başında, maden yatağı ve kuyular arasındaki nakliyat ve hava dönüş yollarının kısa tutulması zorunluluğu gelir. Toplam galeri uzunluğunun az olması galeri açma, bakım, nakliyat ve havalandırma giderlerinin önemli ölçüde azalmasını sağlar. Cevherleşme, kısa aralıklarla birbirini takip ediyorsa, kuyu yerinin yatağın en yoğun yerinde seçilmesi gerekir.   


İkinci önemli bir faktör ise, kuyunun sağlam bir şekilde maden yatağının rezervi tüketilinceye kadar bozulmadan kalmasını temin edebilmek için bırakılacak emniyet topuğu miktarıdır.
Kuyu yerinin saptanmasında yeraltı ile ilgili faktörlerinden diğer birisi de; örtü tabakasının kalınlığı ve sağlamlığıdır. Kuyunun açılması sırasında ve üretim sırasında bakım ve onarım yönünden sağlam, tektonizmaya uğramamış bir yerde açılması gerekir. Bu suretle uzun süre dayanacağı gibi bakım giderlerinden de tasarruf edilmiş olur.
Kuyu yerinin seçiminde yerüstü ile ilgili faktörler de önemli olmaktadır.


Zemin, kuyu ve diğer tesislerin kurulmasına uygun olmalıdır. Özellikle su baskın tehlikesinden uzak ve düz bir yerde olmasına dikkat edilmelidir. Madenden atılacak suyun da akıtılabileceği bir dere veya çayın yakınında olması da önemli bir seçim nedeni olabilir.Yerüstü ile ilgili başka bir konu da kuyu ağzının demiryolu, karayolu ve diğer ulaşım ünitelerine yakın olmasıdır.


Kuyu Ekipmanları

Kule: Kuleler kuyu üstünde kurulan yüzey yapılarıdır. Personel, malzeme ve pasa naklinde kullanılmalarının yanında kazı ekipmanlarına destek vazifesi de görür. Gerekli boşaltma mesafesini sağlayacak yükseklikte olmalıdır.
Beton, çelik veya her ikisinin kombinasyonları şeklinde inşa edilebilir. Ancak maliyet ve yükseklik bakımından sağladığı bazı avantajlar nedeni ile çelik kulelerin kullanımı beton kulelere göre daha yaygındır.


    Çelik Kulelerin Avantajları;

 *Beton kulelere göre maliyetleri daha düşüktür
 *Hafif oldukları için daha hafif temel gerektirir,
 *Dizaynları daha basittir,
 *Kurulum iş akışına bağlı olarak durdurulabilir,
 *Kullanılan çeliklerin kalite kontrolleri üretim yerinde yapılır,
 *Gerektiğinde düşey olarak şaküllenmeleri daha kolaydır,
 *Kullanım ömrü sonunda hurda değeri vardır.

   Beton kulelerin avantajları

 *Korozyona daha dayanıklıdır, daha az bakım gerektirir,
 *Beton kule tamamlandıktan sonra kuyuya muhafaza sağlar,
 *Titreşimlerden daha az etkilenir,
 *Rüzgârdan etkilenmez,
 *Çarpma ve darbelere karşı daya dayanıklıdır,
 *Betonun kalite kontrolleri uygulandığı yerde yapılabilir,
 *Kurulum için daha az alan gerektirir,


Kuyu üst kapakları ve parmaklıklar: Pnömatik veya hidrolik kumandalı olabilirler. Kuyuya indirilen ve çıkartılan ekipmanların yükünü kaldıracak kadar dayanıklı ve uygun boyutta olmalıdır.

Emniyet kapıları
Pasa boşaltma platformu ve olukları: Silolarda otomatik ve yan otomatik boşaltma sağlarlar.

Makaralar
Kova vinçleri (1200 -1600 hp)
Vinçler (150 - 200 hp) (çift tamburlu)
Acil durum vinçleri (50 hp) (15 ton kapasiteli)
Basınçlı hava üniteleri (en az üç kompresör)

Kuyu içi ekipmanları
*Kazı platformu (çok katlı)
*Kuyu delici jumbo (kolay kurulabilen ve kolay çekilebilen )
*Yükleme makinesi
*Beton kalıpları, katlanabilir çelik kalıplar

Çevrimdışı ozguryolcu

  • FM Yönetici
  • *
  • İleti: 7312
  • Liked: 49
  • İtibar: +16607/-1
  • Sayginlik Puani: 1530816
  • Sayginlik Derecesi:
  • Cinsiyet: Bay
  • Respect: +8
    • MADENCİLİK FORUM SİTESİ
Ynt: Tünel ve Kuyu Açma
« Yanıtla #9 : 21 Haziran 2009, 16:39:27 »
0
Kuyu Kazısı

Normal olarak patlatmadan soma mümkün olan en kısa sürede kuyuya girilmelidir. Platform ve yükleme ekibi, kuyu dibine inmeli, kuyu duvarı temizlendikten sonra platform çalışma pozisyonuna getirilip (paşadan yaklaşık 10-12 m yukarıda) sabitlenmelidir. Soma, kova, pasamn üzerine indirilir, tik kova dolarken ikinci kova indirilir ve dolan kova yukarıya çekilir.
Kazı işi; yükleme - nakliye, delme - patlatma işlerinden oluşur.   

Delme   
 *Delici jumbo tabana indirilir,
 *Basınçlı hava ve su bağlantıları yapılır,
 *Çekülle delikler işaretlenir,
 *Delikler delinir.   

Patlatma
 *Delik delme işlemi bitince patlayıcılar dibe indirilir ve delikler şarj edilir,
 *Personel kuyudan çıkarılır ve platform uygun patlatma seviyesine kadar kaldırılır,
 *Tüm personel ve ekipman kuyudan çıkarılınca patlatma yapılır.



Kutu Kulesi ve kuyu içi ekipmanları (Cummins ve Given, 1973)


Kuyu Ağzı Kazısı
 -Kuyu ağzı betondan inşa edilen kuyunun üst kısmıdır. Kuyu ağzı, kuyu kulesi ve kuyu kazısında kullanılan ekipmanların yükünü taşıyacağı için mutlaka sağlam kayaca kadar inşa edilmelidir. Ayrıca su baskınlarına karşı kuyuyu koruyacak şekilde olmalı ve bütün eğimler kuyu ağzından dışarı doğru olmalıdır. Yüzey malzemesinin, sağlam olmadığı yerlerde daha büyük bir ağız bölümü oluşturulur.
 -Kuyu açma işinin ilk aşaması kuyu ağzının inşaası ve diğer yüzey yapılarının kurulmasıdır. Kuyu ağzı inşaatı tamamlandıktan sonra kuyu kulesi, kazı platformu ve kuyu nakliye düzenekleri kurulabilir.
 


Kuyu ağzı aşağıdaki parametreler dikkate alınarak inşa edilir (Unrug, 1992);   
 *Kuyu derinliği,   
 *Kuyu kesiti veya çapı,
 0Gerekli kuyu ağzı kalınlığı,    Kuyunun kullanım amacı (havalandırma, pasa nakli, personel ve malzeme nakli),
 *Örtü tabakasının özellikleri,
 *Hidrolojik koşullar ve zemin basınçları,                                                         
 *Uygulanacak kazı yöntemi,
 *Kuyu kulesi ve çevresindeki yapılardan kaynaklanacak yükler                         

Kuyu ağzı inşaatında amaç;
 *Rijit ve yük taşıyabilen bir yapı oluşturmak,                                                 
 *Kuyu kulesi ve diğer yükleri zayıf zeminden sert ve sağlam zemine aktarmak,
 *Kazı iskelesinin oluşturulması için yeterli derinliği sağlamaktır.



























ÖZEL KUYU AÇMA YÖNTEMLERİ

 -Sürme Duvarlı Kuyu Açma Yöntemi
 -Çelik Profil Çakma Yöntemi
 -Beton Perde Sondaj Yöntemi
 -Yarma Beton Duvar Yöntemi
 -Çakma Kuyu Yöntemi
 -Basınçlı Hava Yöntemi
 -Suyun Dondurulması Yöntemi
 -Enjeksiyon Yöntemi





KUYULARDA TAHKİMAT

*Ağaç Tahkimat
*Çelik Tahkimat
*Sürme Duvarlı Çelik Tahkimat
*Beton ve Tuğla Tahkimat

Alıntı
Dr. Niyazi BİLİM' e Teşekkürlerimizi Sunuyoruz....


GoogleTagged - Etiketler

 


Tünel ve Kuyu Açma Related Topics

Mekanize Tünel ve Kuyu Açma
Arkadaslar gercekten güzel bir dokuman herkesin işine yarayacaktir. Bu dokumanın hazırlanmasında emegi gecen KTU saygın hocalari... Continue..

Gösterim: 1472 - Yanıt: 1 - Başlatan:ozguryolcu
TÜNEL AÇMA..
MADEN YATAKLARITürkiyede maden yatakları,çeşitlilik ve reservleri bakımından çok zengin bir ülkedir.Maden yatakları açısından bi... Continue..

Gösterim: 853 - Yanıt: 0 - Başlatan:ahmetevrenbas
Eski ve Yeni Tünel Açma Yöntemlerinin Karşılaştırılması
Özellikle yeni avusturya tünel açma yönteminde ortaya çıkan gelişmeler tünel açma yöntemlerinde yeni bir anlayışın ortaya çıkmas... Continue..

Gösterim: 889 - Yanıt: 0 - Başlatan:ozguryolcu
TAM CEPHE TÜNEL AÇMA MAKİNELERİ (Tunnel Boring Machine)
TAM CEPHE TÜNEL AÇMA MAKİNELERİ (Tunnel Boring Machine)Tam cephe kazı makinaları (TBM)    Bu makinalar galeri aynasını bir bütün... Continue..

Gösterim: 1093 - Yanıt: 1 - Başlatan:ozguryolcu
Sondaj makinesi kullanarak su kuyusu (derin kuyu) açma yöntemleri
Sondaj makinesi kullanarak su kuyusu (derin kuyu) açma yöntemleri• Su sondajları, darbeli, döner(rotari) veya kombine(darbeli+dö... Continue..

Gösterim: 1711 - Yanıt: 2 - Başlatan:ozguryolcu