Tünellerde Kazı Öncesi Saha Araştırması

[ozguryolcu]

:: KAZI ÖNCESİ SAHA ARAŞTIRMASI
 

:: Amaç ve Kapsam
 

Kazıdan önce yapılan arazi çalışmalarının amacı, saha koşullarını güzergah boyunca belirleyerek bunların aşağıda verilen planlama, tasarım ve inşaat kavramları üzerindeki etkisini değerlendirmektir.

    *Tünel güzergahı ve eğimi, boyut şekli, portal ve şaft lokasyonları
    *İnşaat öncesinde, sırasında ve sonrasında tünel zemininin stabilitesinin sağlanması
    *Kazı yöntemleri ve ilerleme hızı
    *Emniyet, stabilite hızı, yer altı suyu akışı, çürütücü veya sıcak su kaynakları, patlayıcı veya toksik gazlarla karşılaşma riski
    *Tünel açma esnasında üstte bulunan yapılara ve bölgesel yer altı suyu rejiminde oluşacak  çevresel etkiler.

Uzunluklarında dolayı, her bir kilometre göz önüne alındığında tüneller düşük araştırma bütçelerine sahiptirler. İyi bilinen, üniform yerlerde sığ tüneller için yapılan tahminler kesin sonuç verirken, iyi bilinmeyen dik ve değişken alanlarda gerçekçi sonuçlar elde etmek zordur. Sığ tüneller için ayrıca, çok daha kesin araştırma programı uygulanmalıdır. Çünkü, ince örtünün göçme riski fazladır. Daha derine inildikçe araştırmalar daha pahalı olurken, kesin bilgi elde etme olasılığı da azalır. Çoğu zaman jeoteknik bilgiler gerekli detayı sağlamamaktadır. Bu sorunun üstesinden gelebilmek için, kazılan tünelin kendisi kullanılabilmektedir. Tasarım için en çok kullanılan “ gözlemsel yöntem “ iksa sitemleri ve kazı yöntemlerinin inşaat esnasında veya inşaat ilerledikçe düzenlenmesine esneklik sağlamaktadır. Fakat pratikte düzenlemeler sınırlıdır. Çünkü önem arz eden karaların hemen verilmesi gerekebilir. Örneğin, patlatma ile makine kazısı arasında ve beton püskürtme ile prekast beton kaplama arasında seçim yapma gibi.
 

:: Araştırma Yöntemleri
 

a) Sığ ve Derin Araştırma
 

Sığ tüneller için araştırma sondajları araştırmanın temelidir ve ana kaya topoğafyasının ortaya konması en önemli amaçtır. Yüzlerde metre derinlikten alınan karotlar yeraltının yapısı hakkında önemli bilgiler verir. Tünel yüksekliği, tamamen zemin veya tamamen kayadan geçecek şekilde belirlenmelidir. Koşulların lokasyondan lokasyona değiştiği ayrım yüzeyleri tercih edilmemelidir. Zayıf tünel zemini koşulları veya karmaşık ayan tünel koşulları belirlenmeli ve eğer mümkünse bu tip yerlerden uzak durulmalıdır. Ciddi sorunlu yerlerde enjeksiyon veya drenaj işlemleri yapılarak zemin iyileştirilmelidir.

Derin tünellerde sondajlar pahalıdır ve güzergahtan onlarca metre sapma gösterebilirler. İlgi odağını oluşturacak birkaç metrelik yere ulaşabilmek için, başlangıçta oldukça derin sondaj ilgisiz bir yerde yapılabilir. Maliyet sınırlaması açısından, genelde sondajlar arasındaki mesafe çok fazla seçilmektedir. Bu yüzden, sondajlardan elde edilen sonuçlar tam kapasite ile kullanılmalıdır. Karot elde etme dışında, sondaj kuyusu gözlemleri ve deneyleri yapılmalıdır. Jeofiziksel yöntemler ve jeolojik yorumlama gerek yer altı gerekse yerüstü verileri arasındaki ilişkiyi kurmak için kullanılmalıdır. Yüksek topoğrafyaya sahip dağlık bölgelerde kıvrımlanma ve faylanma bu illeri zorlaştırabilir.
 

b) Denizaltı Araştırmaları
 

Su üstünden yapılan sondajlar platform ve mavna gerektirdiğinden oldukça pahalıdır. Ayrıca suyun dalgalı olmasından dolayı çıkacak gelişmelerde maliyeti artırır. Su yüzeyindeki dalgalanmalar, sondaj yerinin, güzergah kenarlarında olmasına neden olabilmektedir. Ayrıca tünel açımı esnasında kazıya girecek suyun engellenmesi için enjeksiyon yapılması maliyeti artırmaktadır.

Jeoteknik tecrübesi olan dalgıçlar, sualtındaki kaya mostralarının yayılımı ve özelliklerini araştırırlarken, sedimanların kalınlık ve tiplerini de belirleyebilirler. Kıyıdaki mostralardan da araştırma safhasında faydalanılabilir. Sondaja olan gereksinimi azaltmak için, özellikle sismik profilleme ve sidescan sonar gibi jeofiziksel yöntemler kullanılarak, suyun derinliği ve tünelin üstünde yer alacak kaya ve zeminin kalınlığı belirlenebilir.
 

c) Yatay Sondajlar
 

Uzun yatay sondajlar, gereksiz yere düşey sondaj yapılmasını engellemektedir. Bilgiler, itme ve rotasyon hızının bir fonksiyonu olan delme oranının izlenmesi, yer altı suyu basıncı ve debisinin izlenerek yüksek su basıncının araştırılması ve sondaj kuyusu duvarlarının TV kameraları veya ultrasonik tarayıcılarla incelenmesi ile elde edilir. Güzergah boyunca açılan sondaj kuyuları yerinde deneyler için de kullanılır.
 

d) Pilot Tüneller
 

Esas tünel kazısı yapılmadan önce, karşılaşacak sorunları önceden görmek için açılan küçük çaplı tüneller pilot tünel olarak isimlendirilir. Düşey veya düşeye yakın olarak açılanlar da araştırma şaftı olarak isimlendirilir.Sadece sondajlarla yapılacak araştırmalara  nispeten, araştırma veya pilot tünellerinin kullanılmasının çok daha önemli avantajları vardır. Pilot tüneller veya araştırma şaftları kayaların doğal durumunun izlenmesi açısından, karot ve sondaj kuyusu kenarlarına oranla daha olumlu sonuçlar verirler. Bu yöntemlerle, eklem yönelimleri, devamlılığı, pürüzlülüğü ve dolgu malzemeleri daha iyi değerlendirilir. Büyük ölçekli kaya deneylerinin yapılması su akışın incelenmesi ve deneme amacıyla yapılacak patlatma ve iksalar pilot tünellerde gerçekleştirilebilir.

Pilot tüneller aynı zamanda enjeksiyon, drenaj ve bulonlama gibi tünel zem,in ıslah çalışmalarında kullanılırlar. Bir pilot kuyu,aşırı su basıncı olan zonları keserek su basıncını azaltabilir.

Pilot tüneller, tam ölçekli esas tünel kesitinin tavan, taban veya merkezinde olabilirler. Böylece final kesitinde yer alan pilot çukuru, uygun bir şekilde gevşek tünelle uyum sağlayacak şekilde genişletilerek, nihai tünel kesitinde oluşabilecek zararın riskini azaltır.

Alternatif olarak, pilot tünel, esas tünelin bir kenarında veya sütünde açılabilir. Eğer esas tünelin tabanı altında açılmışsa inşaat esnasında drenajın yapılmasını sağlar. Aynı zamanda tünele giren taşıtların ulaşım problemlerini çözerlerken, tünele yerleştirilecek mekanik ve elektrikli teçhizatın uygulanmasına olanak verirler. Tamamlanmış bir pilot tünel uzun dönemli servis tüneli veya havalandırma sisteminin bir parçası olarak görev yapabilir.

"kaynak:Yard.Doç.Dr.Ergül Yaşar"