1

SUNUŞ

1-TÜNEL GALERİ TANIMI

2-TÜNELCİLİKTE MALİYETİ ETKİLEYEN TEMEL FAKTÖRLER

3-TÜNEL AÇMA METODLARI VE YÖNTEMLERİ

4-KAYLARDA TÜNEL AÇILMASI ESNASINDA KARŞILAŞILAŞILAN OLAYLAR

5-TÜNELLERDE ISI, SU VE GAZ DURUMU

6-ISTANBUL METROSU TÜNEL TİPLERİ

7-METRO TÜNELLERİNİN JEOLOJİSİ

8-KAZI YÖNTEMİ

9-TÜNEL KAZI DESTEK TİPLERİ

10-TÜNELLERDE KAZI VE DESTEKLEME ÇALİŞMALARİ

11-TAHKİMAT ÖNCESİ DURAYLILIĞI ARTTIRICI ÖNLEMLER

12-KALICI DESTEKLEME

13-BETON KALIPLARI

14-BETON ÜRETİMİ VE NAKLİYESİ

15-İNVERT BETONU DÖKÜM ŞEKLİ VE SAFHALARI

16-KEMER BETONU DÖKÜM ŞEKLİ VE SAFHALARI

17-BETON DÖKÜMÜNDE OLASI PROBLEMLER

18-KALIP ALMA SÜRESİ VE TAYİNLERİ

GİRİŞ

Büyük kentlerin ulaşım sorununda en etkili çözüm yolu olan metro; günümüz toplu

taşımacılık sistemlerinin yaygın bir türü olarak tüm dünyada giderek artan oranda

kullanılmaktadır.

2

Ucuz ve çabuk ulaşım olanağı sağlayan metronun diğer raylı sistemlerle birlikte İstanbul içi

kent karayollarındaki trafik sıkışıklığına en etkili çözümü sağlayacağı da kuşkusuzdur.

Dünyada ilk büyük metro sistemleri 19. yüzyılın sonunda ve 20. yüzyılın başlarında Londra,

Paris, Newyork ve Moskova'da kuruldu.

İlk "yeraltı demiryolu" projesi 1835'de İngiltere'de yapıldı. Ama Londra'nın kenar

semtlerindeki iki demiryolu istasyonunu kentin merkezine bağlamayı amaçlayan bu proje

"düşsel" bulunduğu için uygulanmadı.

1860'da Londra'da dünyanın ilk yeraltı demiryolunun yapımına başlandı. 6 kilometre

uzunluğundaki bu metro hattı 1863'de isletmeye açıldı. Sonraki yıllarda yapılan ekler ve yeni

hatlarla giderek genişleyen Londra Metrosunda bugün 408 kilometrelik bir ağ üzerindeki 273

istasyon arasında çalışan 457 metro treni her gün yaklaşık 2,5 milyon yolcu taşımaktadır.

İngiltere'den sonra Avrupa'daki ilk metro 1896'da Macaristan'ın başkenti Budapeşte'de açıldı.

Dünyanın en ünlü metrolarından biri olan Moskova metrosunun 197 kilometrelik toplam

uzunluğunun 20 kilometrelik bir bölümü dışında, tümü yeraltındadır ve 123 istasyonu vardır.

1904'de açılan New York Metrosu, her yıl 1 milyardan fazla yolcu taşıyan ve hemen hepsi 24

saat hizmet veren 23 hattıyla dünyanın en yoğun metrosudur. Bu metronun 220,5 kilometresi

yeraltında, 150,6 kilometresi yerüstünde olan toplam 371 kilometrelik hatlarında 456 istasyon

vardır. Bugün yeryüzünde nüfusu bir milyonu aşan kentler arasında metrosu bulunmayan hemen

hemen kalmamış gibidir.

İSTANBUL METROSU İLE İLGİLİ ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR

Dunyadaki ilk metrolardan biri olarak kabul edilen ve Türkiye’ deki ilk yeraltı raylı ulaşım

sistemi olan emektar Karaköy Tüneli, İstanbul’da Galata ile Beyoğlu arasında kurulmuştur.

Fransız mühendis Henry Gavand'ın yapımını üstlendiği proje,30 Temmuz1871'de yapılmaya

başlanmış ve 17 Ocak 1875'de •işletmeye açılmıştır.

Bundan sonra geçen bir yüz yılda fazla sürede ise maalesef hiçbir uygulama yapılmamış,

sadece aşağıda sıralanan etüv ve proje çalışmaları ile yetinilmiştir.

1. 1908 yılında Mecidiyeköy - Yenikapı arasında çalışacak bir proje geliştirilmiş, ancak

sonuçlanmamıştır.

2. 1953 yılında Fransız SGTE firması, Mecidiyeköy-Yenikapı güzergâhını yeniden

3

projelendirmiş, fizibilite etüdlerini hazırlamış, ancak 89 milyon TL'lik yatırım için kaynak

bulunamadığından uygulamaya geçilememiştir.

3. 1960 yılında İtalyan, 1964 yılında Sovyet, 1965 yılında Amerikan firma ve kuruluşları

aynı proje ile ilgilenmişler; çalışmalar sonuçlandırılamamıştır.

4. 1968 yılında Sovyetler yeni bir proje hazırlamıştır. İki hattan oluşan bu projede l.Hat

Zincirlikuyu, Mecidiyeköy, Şişli, Taksim, Galatasaray, Karaköy, Eminönü, Yenikapı,

Topkapı güzergâhını II. hat ise Beyazıt, Saraçhane, Edirnekapı, Topçular güzergâhını

izlemekteydi. Bu çalışmalardan da, bir sonuç elde edilememiştir.

5. 1972 yılında İETT adına Türk Tekfen, Fransız Bouyges, Alman Siemens firmalarının

oluşturduğu bir grup, 4. Levent - Karaköy arasında çalışacak bir metro projesi geliştirmiş

ancak, Uygulamaya geçilememiştir. Aynı yıl Doç. Dr. Cazibe SAYAR' a bir İstanbul

Metrosu Jeoloji raporu hazırlatılmıştır.

6. Hükümet İstanbul Metrosu yapımını üstlenmiş ve 31.51973 tarihli Bakanlar Kurulu Kararı

ile bu görev İmar Koordinasyon Kuruluna devre dilmiştir.Bu kapsam içinde o tarihe kadar

gerçekleştirilmiş proje ve fizibiliteleri değerlendirmek üzere müşavir firmalar

görevlendirilmiş ise de somut bir sonuç alınamamıştır.

METRO KARAKTERİSTİKLERİ

METRO PROJESİNİN AMAÇLARI

Metro Projesi genelde ve İstanbul kent içi ulaşımında aşağıdaki amaçlara erişmek üzere

projelendirilmiştir.

1. Ulaşım güvenliğini, konforunu ve emniyetini arttırmak.

2. Yolculuk süresini azaltmak, ulaşılabilirliği ve hareketliliği arttırmak.

3. Ulaşımın çevreye kötü etkilerini en aza indirmek, daha iyi yaşanabilir bir çevre yaratmak.

4. Tarihi ve doğal çevreyi korumak, sürekliliklerini sağlamak.

5. En az kentsel yayılma ile düzenli büyümeyi teşvik etmek.

6. Etkin, ekonomik yarar - maliyet ilişkisi yüksek bir ulaşım sistemi sağlamak.

7. Kent içi raylı ulaşım sistemleriyle entegrasyonu sağlamak.

4

JEOLOJİK DURUM VE JEOTEKNİK ÇALİŞMALAR

1. JEOLOJİ

İstanbul Metrosunun şu anda inşa edilmekte olan Taksim - Dördüncü Levent Bölümü

Karbonifer yaşlı Trakya formasyonu içerisinde bulunmaktadır.

Formasyon genel olarak kum taşı, şilt taşı, çamur taşı ve kil taşı birimleri ile bunların

ardalanmasından oluşmaktadır. Taze durumda, kum taşı kahverengimsi, gri ve açık yeşil

renklerde; silt taşı, kil taşı ve çamur taşı ise koyu gri renktedirler. Formasyon içerisinde

kalınlıkları genelde 2–3 m. olan ve nadiren 50–60 m.ye ulaşan diabaz ve andezitler

bulunmaktadır. Çoğunlukla ileri derecede ayrışmış durumda olan bu magmatik sokulumlar, kazı

sırasında fazla güçlük çıkarmamaktadır. Ancak ayrışmamış ve diabaz bileşimli olanlar önemli

kazı güçlüğü yaratmaktadırlar.

Bu formasyonun, yakından incelendiğinde, sık sık kıvrımlandığı, aşırı derecede kırıklandığı

ve parçalandığı görülmektedir. Plastik özelliği nedeniyle kil taşı ve çamur taşları aşırı

kıvrımlanırken, daha rijit olan kum taşları kırılarak yer yer budinajlanmıştır.

Formasyon, yüzeyden ortalama 3 m. derinliğe ulaşan suni bir dolgunun altındadır ve yine

yüzeyden 10–15 m. derinliğe kadar orta ve ileri derecede ayrışmıştır.

Kumtaşı tabakaları silt taşı veya kil taşı düzeylerine göre daha kalın katmanlıdır (5–50 cm.).

Silt taşı ve kil taşı düzeylerinin ortalama kalınlıkları 1–10 cm. arasında değişmektedir. Tabaka

yüzeyleri genelde düz, kaygan veya az pürüzlü (özellikle kum taşları da) olup kil ile sıvalıdır.

Tabakalar dışındaki süreksizlik düzlemlerini eklem takımları, faylar, makaslamalar ve

düzensiz kırıklar oluşturmaktadır.

Özellikle tünel ve istasyon kazıları esnasında 2–3 adet eklem takımı ve bunların yanında

düzensiz çatlaklar izlenmektedir. Çatlak sıklıkları ortalama 5–20 adet/m. dir. Çatlak yüzeyleri

çoğunlukla düz ve kaygandır. Ancak yer yer özellikle kum taşı çatlaklarında az pürüzlü yüzeyler

gözlenmektedir. Çatlak aralıkları çoğunlukla mm. mertebesinde olup kil ile dolguludur.

2. JEOTEKNİK ÖLÇÜMLER

2.1. Ölçüm Türleri

İstanbul Metrosu 1. Aşama, 1. ve 2. Kısım İşleri kapsamında yapılmakta olan ölçümleri

istasyonlar ve tüneller için olmak üzere iki gruptan oluşmaktadır.

2.1.1. Tüneller için yapılan ölçümler

Çubuk ekstansometreler

Tünel içi konverjans ölçümleri

Tünel içi opto-trigonometrik ölçümler

5

Yüzey ve bina oturma ölçümleri

İnklinometreler

Kaya bulonu yük hücreleri

Basınç hücreleri

TÜNEL GALERİ TANIMI

İki ucu açık yeraltı kazılarına tünel, tek ucu açık yeraltı kazılarına ise galeri denir. İlk tünel

M.Ö 4000 yılında Fırat nehri altında Babil yakınlarında 3,5x4,5 m ebatlarında 1 km. uzunluğunda

aç-kapa yöntemiyle açılmıştır. Ülkemizdeki ilk galeri ise M.Ö.300 yılında Silifke'de ki Aksıfat

galerisidir. Su amacıyla açılmış olup 45km. Uzunlukta 0.80x1.5 m. kesitindedir. Günümüzde

halen faal olduğu bilinmektedir.

TÜNELCİLİKTE MALİYETİ ETKİLEYEN TEMEL FAKTÖRLER

1.Tünel açılmasını etkileyen faktörler.

2.Tünel güzergâhının jeolojik ve hidrojeolojik durumu

3.Tünel desteklemesi ve destek türü

4.Tünelin yüzeyden derinliği

5.Tünelin çapı ve şekli

6.Tünetin uzunluğu

7.İşçilik

8.Çalışılan günler

9.Makine arızalarıdır.

Sıralamada görüldüğü gibi ilk iki madde tamamen jeolojiktir.Bu verilerin doğru olarak

araştırılması ve saptanması çok önemlidir.İşin uzaması,proje ve güzergah değiştirilmesi jeolojik

çalışmaların yeteri kadar yapılmamış olmasından kaynaklanır.Bu nedenle inşaat mühendisi

tarafından tünel projesi ve maliyet analizleri yapılırken birtakım verilerin sayısal değerlerle ifade

edilmesi istenir.Bu veriler:

a-Tünel güzergahı ve yakın çevresindeki kayaçların türü,

b-Bu kayaçların yapısal özellikleri,

c-Yeraltı ve yerüstü su durumu,

d-Tünel açılması esnasında karşılaşılabilecek doğal olaylar,

e-Doğal gerilmelerin jeolojik olaylara bağlı olarak değişmesi,

Tünel destekleme projelerinde, destek türü saptanmasında etkili parametrelerin mümkün

6

olduğunca sayısal değerlerle belirlenmesi, şeklinde sıralanabilir.

TÜNEL AÇMA METODLARI VE YÖNTEMLERİ

Tünel açma metotları temel olarak iki grupta incelenebilir.

1-Kayada Tünel Açma ve 2-Zeminde Tünel Açma.

İstanbul Metrosu Tünellerinin kaya ortamında açılması niteliğinden ötürü sadece bu metodu

inceleyelim. Kayada tünel açma metodunda uygulanan temel iki yöntem vardır. Bunlar Delme

Patlatma Yöntemi ve Tünel Açma Makineleri Kullanılarak yapılan tünel kazı yöntemleridir.

Magmatik sokulumlar haricinde Trakya Formasyonu tünelin kazı makineleriyle açılmasına

elverişlidir. Sert kayalarda tünel açılması esnasında, kökeni değişik nedenlere bağlı, çeşitli

olaylarla karşılaşılabilir. Bunların ana nedeni kayaların içinde bulunan doğal gerilmelerdir. Doğal

gerilmeler, yerçekimi, kalıcı gerilmeler ve su basıncının etkisiyle oluşur. Kalıcı gerilmeler,

yerçekimi ve su basıncı dışında kalan gerilmelerdir. Kalıcı gerilmeler.

—Tektonik Hareketler,

—Magmatik Faaliyetler,

—Metamorfizma ya da Rekristalizasyon

—Fiziko-Kimyasal Olaylar (kabarma, büzülme, genleşme, şişme),

—Kayaların Erozyonu ve Buzul Erimesi.

Sonucunda oluşurlar. Son yıllarda ölçü tekniğinin gelişmesi ve buna bağlı olarak yeraltında

yapılan gerilme ölçmeleri, kayaların belirli bir derinliğe kadar izostatik gerilmeler altında

olmadığını yatay ve düşey gerilmelerin birbirinden farklı olduğunu göstermiştir. Bu kısımda

kayaçların elastik davranış gösterdiği kabulü yapılmış; elastik bölgelerden daha derinlerde ise

basınç ve ısı etkisiyle plastik ve yarı plastik davranış özelliği gösteren bölgelerde yatay

gerilmelerin, düşey gerilmelerin 3 katı olduğu belirlenmiştir. Ancak eski kıta nüvesini teşkil eden

kıta kalkanlarında bu oranın geçerli olmadığı, tünelin yüzeye çok yakın geçtiği bölgelerde dahi

yatay gerilmelerin düşey gerilmelerden çok daha yüksek olduğu tespit edilmiştir.(ŞEKİL–1)

7

v

0h

v

vh 3

1

2500

m

vh

v

ŞEKİL–1: Çeşitli gerilmelerde yatay ve düşey gerilme ilişkisi (Wahlstrom,1973)

Doğal gerilme altındaki kayaçlarda yapılan kazılarda oluşan yeni gerilmelere "ikincil gerilme"

denir, ikincil gerilmeler yeraltında açılan boşluk çevresinde üç zon oluşturur. Bu zonlar dıştan içe

doğru

1- Kazıdan Etkilenmiş Kaya (Elastik Bölge),

2- Koruyucu Bölge,

3- Plastik Bölge (Gevşeme Zonu). (ŞEKİL–2)

Gevşeme zonunda kohezyon (c) içsel sürtünme açısı ,etkilenmiş kayaca göre daha düşük

değerler verir. Ayrıca kazı kesitlerinin şekli de gerilme dağılıştan üzerinde etkilidir. Dairesel ve

elips kesitli tünellerde gerilme kemeri büyük gerilme yoğunlaşması olmaksızın oluşur.

Gerilmelerin köşe bölgelerde daha yoğun oluşması nedeniyle, tünel kesiti seçiminde köşe teşkil

eden kesitlerden kaçınılmalıdır.

ŞEKİL–2:Yeraltı kazılarında oluşan gerilme zonları.

KAYALARDA TÜNEL AÇILMASI ESNASINDA KARŞILAŞILAN OLAYLAR

A-KAYA PATLAMALARI: Doğal gerilmelerin etkisi altında bulunan kayalar içinde açılan

tünellerde, kazı hızı ve türüne bağlı olarak, tavan ve yan kısımlarda yer alan kayaların ani

patlamayla tünel boşluğuna doğru düşmesi olayına denir. Küçük parçalar (bir kaç kg.) halinde

8

olanlara "popping", büyük kütleler şeklinde (yüzlerce kg.) gözükenlere ise “bumbs, bumping” adı

verilir. Kaya patlamalarında en önemli etken jeolojidir. Farklı dirençteki kayaların bir arada

bulunmaları, aşırı kırıklı ve faylı zonlarda dikkat edilmelidir. Trakya Formasyonu dahilinde kaya

patlamasıyla karşılaşılmamıştır. Bunun nedeni %6'lık magmatik sokulumlar hariç, formasyon

kendi içerisinde sedimenter homojen bir yapı içermektedir.

B-KEMERLENME: Tünel içi gerilmelerine bağlı olarak, kayaların tünel boşluğuna doğru

yönelme isteğinin yine kayaların birbirlerine destek vererek bir denge kurmalarına denir. Kayanın

litolojik ve yapısal özellikleriyle desteksiz kalacak kısmın boyutlarına bağlı olarak değişim

gösterir metro projesi dahilinde yapısal konumuyla kemerlenmesi düşük olan bölgelerden

geçilirken kazı adımının uygun seçilmesi nedeniyle problem teşkil etmemiştir.

C-AŞIRI SÖKÜLME: Tünel kazılarında profil fazlası kazılara "aşırı sökülme" denir.

Kayanın ayrışma oranı, içerdiği süreksizlikler, tünel kesit alanı ve tipi, eğer patlayıcı

kullanılıyorsa; patlatma yöntemi ve patlayıcı türü, kazı ano boyu, aşırı sökülmeyi doğrudan

etkileyen parametrelerdir. Farklı kayaçlardaki aşın sökülmenin ortalama değerleri Judd'a göre

saptanmıştır.(TABLO–1)

KAYAÇ TÜRÜ AŞIRI SÖKÜLME ORANI

TORTUL KAYAÇLARDA GRANİTLERDE BAZALTLARDA GNAYSLARDA DİĞER METAMORFİKLERDE

%9–11 %10–12 % 8–15 % 8–11 % 11

TABLO–1 -.Değişik türdeki kayaçlardaki ortalama aşırı sökülme yüzdeleri (Judd–1957)

Ayrıca sedimenter kayaçlarda tabakaların, fayların ve kıvrımların etkisi tünel açılmasında göz

önünde tutulacak önemli parametrelerdir. Tabaka kalınlığı, tabakaların doğrultu ve eğimi, fayların

doğrultusu ve eğimi, faylardaki ezik zonun kalınlığı ve dolgu türü, kıvrımlanma şiddeti ve yönü

tünel açılmasını doğrudan etkiler.

TÜNELLERDE ISI, SU VE GAZ DURUMU

1-Su Sorunu: Bu sorun daha çok yeraltı su seviyesi altında açılan tünellerde görülen bir

sorundur. Tüneller açıldıktan sonra, yeraltı suyu için bir drenaj kanalı gibi çalıştığından bazen

büyük zararlara, can ve mal kaybına, tünel açılma maliyetini ve süreyi olumsuz etkiler. Ayrıca su

kayaçların içerdiği çatlaklar, boşluklar ya da permeabilitesi yüksek kayaçlar boyunca gelir. Bu

esnada ayrışmış, killi ve çok sık çatlaklı kayaçlar tünel boşluğuna yavaş veya hızlı olarak hareket

ederek tünel açılmasını zorlaştırırlar. Özellikle sıkışma ve şişme kapasitesi yüksek karakterli kaya

ortamlarında tünel kazısı oldukça güçleşebilir.

Suların kimyasal bileşimi tünel desteklemesinde kullanılan çelik ve beton üzerinde etkili

olmaktadır. Etki derecesinin anlaşılması için suda 4CaSO , 4NaSO , 4MgSO , SH 2 , 2CO ve

23HCOCa olup olmadığı araştırılmalıdır. İstanbul Metrosu Tünellerinde Önemli bir su

probleminden söz edilemez. Metro Tünellerinin kazı kotu. Yeraltı su seviyesi üzerinde yer

almaktadır. Ancak antik galerilerle tünel güzergâhının kesiştiği bölgelerde yerel olarak bir hız

yavaşlamasından bahsedilebilir.

2-Isı Sorunu: Derinlere inildikçe tünellerde jeotermik gradyan nedeniyle bir ısı artışı görülür.

Bu ısı artışı tünel açılmasını güçleştiren etkenlerin başında gelir. Kimyasal reaksiyonlar, kayaçları

9

oluşturan tabakaların doğrultu ve eğimleri, tünelin uzunluğu da ısıyı etkiler. Örneğin, yatay

tabakalı ortamlardaki ısı, düşey tabakalı ortamlardan daha fazladır. Ayrıca radyoaktif reaksiyon

olan sahalarda, faylı sahalarda sürtünmeden ötürü ve magmatik faaliyetlerin yoğun olduğu

sahalarda ısı artışının fazla olduğu yerlerdir. Tünellerde ısı sorununun çözümündeki en etkin yol

havalandırmadır.

İstanbul Metrosu Tünelleri hem derinlik, hem de diğer faktörler açısından sığ tüneller olduğu

için herhangi bir ısı sorunu yaşanmamıştır. Dünyadaki bazı tünellerin ısı ve su durumu aşağıda

verilmiştir.(TABLO–2)

TÜNEL ADI Gotthardt Simplon Lotschberg Amanos-Ayran

TÜNEL UZUNLUĞU m. 19994 19803 14563 4820

ÖRTÜ KALINLIĞI m.(max) 1706 2135 1673 600

SICAKLIK CP (max) 30.8 56 34 26

TÜNELE GELEN SU It/sn 230 1200 _ _

TABLO–2

3-Gaz Sorunu: Tünellerde çalışma koşullan ve jeolojik koşullardan ötürü, atmosferik gazlar

dışında bazı yabancı gazlarla karşılaşılabilir. Çalışma koşullarının zorlaşmaması ve tehlike

durumuna karşı tünel içi gaz ölçümlerinin sürekli kontrol altında tutulması gereklidir. Tünel

çalışmalarında karşılaşılan gazlar ve tehlike düzeyleri aşağıda verilmiştir.(TABLO–3)

TABLO–3

GAZ ADI ÖLÜMCÜL DÜZEY ÇALIŞMA DURMA SINIRI

(CO2) KARBONDİOKSİT %15–20 %4–6

(CO) KARBONMONOKSİT %0.04–0.06 %0.025

(CH4) METAN %5'den yukarı patlama sınırı

(H2S) HİDROJENSÜLFÜR %6 patlama sının %0.1–0,5

(SO2) KÜKÜRTDİOKSİT %0.0009 %0.0007

İSTANBUL METROSU TÜNEL TİPLERİ

10

İstanbul Metrosu Tünelleri gidiş-dönüş olarak, iki ayrı hat olarak açılmakta olup;4 ayrı

karakterde tünel kesiti kullanılmaktadır. Bunlar, A (Ana Hat Tünelleri), P (Peron Tünelleri), T

(Makas Tünelleri) ve B Tipi (Bağlantı Tünelleri) tünellerdir. Bu tünellerin ortalama kesit alanları

aşağıda verilmiştir.(TABLO–4)

TÜNEL TİPİ KESİT ALANI 2m

A 37

P 65

T 100

B

B1 43

B2 22

B3 45

TABLO–4

TÜNELLERİNİN JEOLOJİSİ

Metro güzergâhının genel jeolojik yapısı, Karbonifer yaşlı Trakya Formasyonu

oluşturmaktadır. Bu birim genel olarak kumtaşı, silttaşı, kiltaşı ve çamurtaşı birimleri ile bunların

ardalanmasından oluşmaktadır. Kalınlığı 600–1700 m. arasında değişmektedir. Avrupa yakasının

geniş alanlarında yüzeylenen ve İstanbul Paleozoiğinin en üst kesimini oluşturan Trakya

Formasyonu kireçtaşı mercekli fosfat yumruları içeren çört tabakaları ile başlamaktadır. Bunların

üstüne doğru kumtaşı, türbiditik kumtaşı ve çamurtaşlarından oluşan (ince kırıntılı) bir istif

şeklinde gelişir. Trakya Formasyonu Karbonifer (270-350 milyon yıl) yaşlı bir birim olup en az

iki farklı zamanda ve doğrultuda yanal tektonik kuvvetlerin etkisinde kalan Trakya Formasyonu

ve bütün Paleozoik istif aşırı kıvrımlı-kırıklı ve faylı tektonik yapı ile tektonik dokanaklarla

sınırlı-litolojik korelasyonu yapılamayan bloklu bir yapı kazanmıştır.

Ayrıca Trakya Formasyonu içerisinde Üst-Kretase volkanizması ile ilişkilendirilen volkanik

sokulumlar görülür. Taksim–4. Levent arası bölgede kazı esnasında andezit ve diyabaz dayklarına

rastlanılmış 5 m–120 m. arasında değişen kalınlıklarda olduğu görülmüştür. Bu güzergâhta

karşılaşılan volkanik daykların çoğu andezit bileşimlidir. Zincirlikuyu çevresinde yaklaşık 150 m.

lik tünel bölümünde ise mikro gabro bileşimli magmatik sokulumlara rastlanmıştır. Bu dayk ve

sokulumlar Paleozoik temel kayaçları içinde %6' lık hacimsel orana ulaştıkları, çoğunlukla

delme-patlatmalı kazı gerektireceği belirlenmiştir.

Trakya Formasyonu magmatik sokulumları hariç bölümlerinde genel olarak tünel açımına

elverişli bir kaya kalitesi sergiler. Ayrıca kazı çalışmaları esnasında yer yer tünel şeklinde açılmış

antik su kanallarına rastlanılmıştır.

KAZI YÖNTEMİ (YENİ AVUSTURYA TÜNEL METODU)

İstanbul Metrosu Tünelleri, Yeni Avusturya Tünel Metodu (N.A.T.M.) anlayışıyla

açılmaktadır. Yöntem özünde kazı sonrası oluşacak deformasyonun bir kısmının ana kayaya, bir

kısmının ise tahkimat elemanına taşıttırılması esasına dayanmaktadır.

Yeni Avusturya Yönteminde asıl olan kazı sonrası, ilk destek oluşturulana kadar geçen

zamandır. Bu yöntemin en önemli ilkesi; kayanın mukavemetini korumak ve harekete geçirmek;

tünel çevresindeki kayada kendini destekleyen genişçe bir halka oluşturmaktır. Bunun için ilk

iksa kayanın kendini desteklemesine yardımcı olması maksadıyla yerleştirilir ve zamanlama çok

11

önemlidir. Ayrıca iksada birikecek gerilmelerin jeoteknik ölçümlerinin, düzenli olarak yapılması;

potansiyel tehlikelerin önüne geçilmesinde ve zamanında alınabilmesinde çok önem taşır.

Metro tünellerinde kazı, hidrolik darbeli kınalı makineler vasıtasıyla yapılmaktadır.

Tünellerdeki kazı yöntemleri ve kullanılacak ekipman seçimi tümüyle bazı parametrelerle

ilgilidir. Bunların başında, formasyonun jeomekanik özellikleri, tünel kesit tipi, maliyet

değişimleri ve istenen hızın yakalanabilmesi gelir. Üretim hızı direkt olarak maliyeti de etkiler.

Örneğin mekanize kazı sisteminin, delme-patlatma yöntemine kıyasla birtakım avantajları

vardır. Bunlar formasyonun kırılıp çatlama oranının daha az olması ve buna bağlı tahkimat

masrafının önemli miktarda düşmesidir Aynı şekilde Roadheader veya TBM makine seçimi de

fizibilite çalışmaları esnasında yürütülecek detaylı laboratuvar testleriyle belirlenir.

Yapılan çalışmalar ve testler, farklı büyüklükteki ekskavatörlere takılı, kırıcı tabancalarla

yürütülecek kazı çalışmalarının maliyet açısından en uygun değere sahip olduğunun kanıtıdır.

Tünellerde kazı esas olarak, üst yan ve alt yarı olmak üzere iki kısımda yürütülmektedir.

Ancak T tipi tünellerin kesit alanının fazla büyük olmasından ötürü; diğer tünel tiplerinden farklı

olarak sadece T tipinde üst yan; kendi içinde iki ve alt yan; tek olmak üzere, toplam üç safhada

kazılır.

YENİ AVUSTURYA TÜNEL AÇMA YÖNTEMİ

Yeni Avusturya Yöntemi ; "Tünel" adı altında yeraltında oluşturulan iki ucu açık, boyu

eninden fazla, eğimi 30° 'den az, kalınlığı boşluk duvarından etkilenme sınırına kadar ulaşan ve

ana malzemesi kaya olan çok kalın cidarlı silindirik bir yeraltı kaya yapısını tanımlamaktadır. Bu

tünel açma yönteminde ana ilke; en uygun kazı ve sağlamlaştırma yöntemlerinin seçilerek kazı

sonrasında oluşan ikincil gerilme ve deformasyonların, kaya yapısının stabilitesini bozmayacak

şekilde denetlenmesi, yönlendirilmesi ve kayaçların ilk sağlamlığını olabildiğince koruyarak

boşluğu çevreleyen bölgenin kendi kendisini tutan ve taşıyan bir statik sistem oluşturmasını

sağlamaktadır.

Yöntemin amacı, kazı sonrasında oluşan dağ basıncına, mutlak rijit sistemlerin tepkime

kuvvetleri ile karşı koymak değildir. Bu nedenle, rijit tahkimat elemanları ve kalın kaplamalar

kullanmak istenmez. Bunlar ancak, yöntemin yeterli hız ve titizlikle uygulanamadığı ve

dolayısıyla, kayanın taşıma niteliklerinin tümüyle yitirildiği veya aşırı derinliklerdeki, ya da

yüksek tektonik gerilmelerin etkili olduğu plastik ortamlarda zorunlu olarak devreye girer. Açım

sırasında ikincil deformasyon ve gerilmelerin yeterli ölçüm ve gözlemlerle izlenerek açım

çalışmalarının denetlenmesi ve yönlendirilmesi gerekmektedir.

Bu çalışmalar sırasında:

1)Davranışı önceden bilinen ve tahmin edilen kayanın "ideal yenilme koşulu"(Mohr Zarfı)

a) Yeraltı suyunun drenajı,

b) Aşırı örselenmeyi engelleme (patlayıcıdan olabildiğince kaçınma)

c) Gevşemeleri ve sökülmeleri önleme ve

d) Zamanı yetirince kısa tutma gibi önlemlerle korunmalıdır.

12

2)Kazı sonrasında oluşan "ikincil gerilme durumu"

a) Gerilme yoğunlaşmalarını engelleyecek (yuvarlatılmış kazı yüzeyleri)

b) Tek eksenli gerilme ortamını yaratmayacak püskürtme beton ve ankraj,

c) Kaya yapısında çekme gerilmeleri oluşmayacak şekilde uygun kesit şekli

(ön konsolidasyon) denetlenmelidir.

3)"İkincil deformasyonlar"

a) Gevşemelere izin vermeyecek kadar küçük,

b) Tünel cidarını plastikleştirecek ve gerilme kemerini dağın içerisine kaydıracak kadar büyük

c) Zamanla sünümlenecek kadar kontrollü tutulmalıdır.

YENİ AVUSTURYA YÖNTEMİNİN UYGULANMASINDA BAŞLICA GÖRÜŞLER

Tünel çevresinde oluşan ikincil gerilme şiddeti, tünelin duraylılığını (stabilitesini) belirleyen

ana etmendir.

Yeni Avusturya yönteminin uygulanması sırasında iki farklı görüşten yararlanmak

mümkündür. Bunlar:

1. Yüzey oturmalarını ve tünel içi deformasyonlarını (konverjans'ı) olabildiğince küçük

tutabilmek için "deformasyon önleyici" açım.

2. Deformasyonlara olanak tanıyarak dağ içinde koruyucu zon oluşumunu

sağlayan "plastikleştirici" açım türleridir.

Birinci görüş; kazı ve sağlamlaştırma işlemlerinin çok hızlı yürütülmesini ve en kıza zamanda

arının hemen gerisinde (en fazla 15–30 m) radyenin kapanmasını sağlayacak şekilde çok iyi

organize edilmiş çalışmaları gerektirir. Düşük dayanımlı kayaçlarda, örtü kalınlığının 3–4 m 'den

daha az olduğu, yerleşim bölgelerinin altından geçen tünellerde, tünellerin portallerinde ve

girişten itibaren ilk 50–100 m’lik kesimlerinde, metrolarda, kaplama arkasından su akımı olasılığı

bulunan enerji tünelleri, cebri tüneller (şaftlar), denge bacaları, su alma yapıları, derivasyon

tünelleri ve barajların enjeksiyon perdesi gerisindeki kontrol ve drenaj galerilerinde özellikle

uygulanır. Deformasyonları durdurmak için seçilen sağlamlaştırma kuvvetleri (ankrajlardaki ön

gergi kuvvetleri) büyük, püskürtme beton kalitesi yüksek (B 300 ve daha fazla) çelik hasır dokusu

(< 10 cm) dur. Çelik iksa rijittir ve çoğunlukla yakın aralıklarla (< 100 cm) yerleştirilir.

Açını sırasında genellikle üst yarı (kalot), orta kesim (üst stros) ve taban (alt stros) olmak

üzere üç kademeli kazı yapılır. Kazı profilleri en kesitlerde ve boy kesitte köşesizdir.

Uygulanan sağlamlaştırma önlemleri ve kullanılan duraylık süreleri için kabul edilen kaya

kalitesi, gerçek durumdan en az bir kaya kalitesi sınıfı kadar daha düşüktür.

İkinci görüş; deformasyonları durdurmak yerinde, denetleyerek ikincil gerilmelerin şiddetini

azaltmayı ve tüneli çevreleyen kesime psödoplastik özellikler kazandırarak, gerilme

13

yoğunlaşmalarını dağın içine doğru kaydırmayı amaçlamaktadır. Böylece sağlamlaştırma

giderlerinde önemli ölçüde azalma sağlanabilmektedir. Bu anlayışla açılan tünellerin üzerinde ve

yüzeyinde önemli, fakat zararsız çökmeler ve tünel çapında büyük ölçüde azalmalar gözlenirse

de, aşırı gevşemelere izin verilmediği için kaya dokusu yöntemin ilkelerine ters düşecek oranda

bozulmaz. Sağlamlaştırma öğeleri ince ve sünektir. Püskürtme beton kalınlığı çoğunlukla 3–5 cm

ve kalitesi B 200'dür. Hasır dokusu gevşek (10–20 cm) ve çelik bağlar eğilmeksizin çalışacak

özelliktedir. Bağ aralıkları genellikle 1,5–3 m arasında seçilir. Yöntem, örtü kalınlığının fazla,

yüzey oturmalarının (tasman) önemsiz olduğu boş araziden geçen ve su sirkülasyonunun

bulunmadığı yerlerdeki, özellikle demiryolu ve karayolu ulaşım tünellerinde başarıyla

kullanılmaktadır.

Kuşkusuz; en doğru olan tünel anlayışı, yerine göre ilk veya ikinci görüşü ağırlıklı olarak

kullanabilen anlayıştır. Buna karar verebilmek için deformasyonun hızlarının ve gerilme

değişimlerinin ölçülmesi ve denetlenmesi kaçınılmazdır. Yeni Avusturya anlayışında bu nedenle,

arazi deneyleri, ölçüm ve gözlemleri yöntemin en önemli belirteçleri arasında bulunmaktadır.

TÜNEL KAZI DESTEK TİPLERİ

Kazı yapılan kayanın stabilitesi, tünel üstündeki örtü kalınlığı, tünel güzergâhı üzerindeki

yapıların veya yapılaşmanın niteliği ve projelendirme aşamasında tünel içindeki gerilmelerin

özellikle yoğunlaştığı bölgeler; kazı destekleme tipinin belirlenmesinde temel parametrelerdir.

Aynayı teşkil eden kayacın yapısal özellikleri, su durumu stabiliteyi belirler. Eğer stabilite

düşükse, buna bağlı olarak tahkimat desteği arttırılır. Aynı şekilde örtü kalınlığı da, kazı destek

oranıyla ters orantılıdır. Tünel içi gerilmelerin yoğunlaşması ve yüzey yapılaşmasının fazla olarak

nitelenmesi ise kazı destekleme oranının arttırılması ile doğru orantılıdır.

Aşağıdaki tabloda tünel kazı destek tipleri, tahkimat elemanlarının özellik ve farklılıklarıyla

gösterilmiştir. (TABLO–5)

A1 A2 A3

ORTAM Sağlam Kaya Orta-sağlam Kaya Zayıf kaya

ÇELİK İKSA (kafes kiriş) YOK VAR VAR

ÇELİK HASIR (O221/221) TEK KAT TEK KAT ÇİFT KAT

SHOTCRETE (d=cm) d=10-15cm. d=20cm. d=20cm.

KAYA BULONUJadet) 4–5 (şaşırtmalı) 6–7 (şaşırtmalı) 7–8 (şaşırtmalı)

SÜRGÜ ÇUBUĞU (adet) YOK 12(max) 20 (max)

KAZI ANO BOYU (m) 1, 5m (max) 1.0–1.2m 0.8–1. 0 m

TABLO–5: KAZI DESTEK TİPLERİ

TÜNELLERDE KAZI VE DESTEKLEME ÇALIŞMALARI

T Tipi tüneller dışındaki tüm tünellerde kazı, üst yarı ve alt yarı olmak üzere iki aşamada yapılır. Üst yarı safhasında sadece çelik iksa kesit alanı kadar kazı yapılır. Kazılar paletli veya tekerlekli kırıcılı makineler aracılığıyla yapılır. Ortalama 1500 kg. lık kırıcı tabancalar (jack-hammer) ilk kazıda, 750 kg. lık kırıcıların monteli olduğu makineler ise ikinci kazı yani tarama safhasında kullanılır, ikinci tur kazının amacı, teorik hattın içinde kalan kazılmamış kısımların temizlenmesi amacını güder.

14

Kazı sonrası çıkan pasa malzemesi, yandan açılıp-boşaltma yapabilen paletli kepçeler yardımıyla kamyonlara yüklenmek suretiyle, ya da doğrudan lastik tekerli kepçeler aracılığıyla; ya ayna gerisindeki depo alnına, ya da doğrudan tünel dışına çıkarılır. Yaklaşım türü girişler pasanın direkt dışarıya çıkmasına uygun iken, şaftlarda pasa kuyu dibine ulaştırılır.

Kayanın stabilitesine, su durumuna ve seçilen kazı destek tipine bağlı olarak kazı sırasında aynada göbek bırakılır. Bu göbeğin belirlenmesindeki ana etmenin jeoloji olmasına karşın; makinelerin çalışma alanı ve işçilik kolaylığına bağlı olarak da değişmektedir.

Kazı tarama ve pasa alımı sonrası ilk olarak kafes kiriş sistemdeki çelik iksa montajı yapılır. İki adet T20 ve bir adet T26 lık nervürlü çelik ile bunları bağlayan bağlantı elemanlarından oluşan iksa, çelik hasır kaya bulonu, sürgü çubukları ve shotcrete geçici desteklemenin ana elemanlarıdır.

A1 SİSTEMİNDE KAZI-DESTEKLEME

A1 kazı destek tipi sağlam kaya ortamını karakterize ettiğinden tahkimat elemanları

azaltılmıştır. Bu sistemde kazı boyu max. 1.5 m olarak belirlenmiştir ve kazı tamamlandıktan

sonra doğrudan çelik hasır montajı yapılır, çelik iksa kullanılmaz. Çelik hasır kaya yüzeyine

maksimum oranda yaklaştırılıp yatay ve düşey yönde 30 cm bindirme yapacak şekilde bağlanır.

Daha sonra shotcrete uygulanır. Shotcrete kaya yüzeyine dik yönde, Yaklaşık 6–7 atu. Basınçla

ve max.1.00–1.50 m. mesafeden uygulanır. Kayanın duraylılığı yüksek olduğundan, ilerleme

yapılırken sürgü çubuğu kullanımına ihtiyaç yoktur. Kaya bulonları ise şaşırtmalı olarak 4–5 adet

olarak çakılırlar.

A2 SİSTEMİNDE KAZ1-DESTEKLEME

Orta sağlam-orta zayıf kaya ortamını karakterize eder. A1 kazı tipinde aynada göbek

bırakılmamasına karşın bu sistemde uygun göbek bırakılarak kazı çalışmaları yürütülür. Kazı ano

boyu 1.00–1.20 m arasında değişebilir, kazı sonunda çelik hasır montajı ve takiben iksa montajı

yapılır. Daha sonra shotcrete uygulaması yapılır. Eğer gerek görülmüşse, her iki iksada bir olmak

üzere max_12 adet 3.00 m lik süren çakılır. Bunun amacı, bir sonraki kazı adımını güvenli

yapabilmek ve olası aşırı sökülmeyi önlemek olduğu kadar çalışma emniyeti sağlamaktır. Kaya

bulonlar aynanın max. 3.00 m gerisinden gelecek biçimde, 6–7 adet şaşırtmalı olarak çakılır.

A3 SİSTEMİNDE KAZl-DESTEKLEME

Duraylılığı düşük, zayıf kaya ortamını karakterize eder. Kazı adımı 1.00 m.'den düşüktür.

Kazı sonrası çelik hasır ve çelik iksa montajı yapılıp, 15 cm. shotcrete atılır. Daha sonra tekrar

kazı yapılır. Bir sonraki adımın çelik hasır ve iksa montajıyla birlikte bu iksanın ikinci kat çelik

hasır montajı yapılır. Tüm bu işlemlerden sonra ilk iksaya ikinci kat olarak 5cm. İkinci iksaya ise

ilk kat olarak 15 cm. shotcrete atılır ve işlem bu tarzda devam eder. Her iki iksada bir max. 20

adet süren çakılmasına müsaade edilir. Kaya bulonları ise şaşırtmalı 7–8 adet olarak çakılır.

2.kat çelikhasır

15

A1TAHKİMAT A2 TAHKİMAT A3 TAHKİMAT A3 BULON PATERNl

A2 BULON PATERNI

A2 BULON PATERNİ

A1 BULON PATERNI

Tünellerde giriş-çıkış ağızları, ana hat tüneli ile bağlantı tünel kesişim bölgeleri ve kazı kesit

alanının büyük olması sebebiyle T tipi tüneller A3 kazı destek tipinde açılırlar. Bağlantı tüneline

ulaşılmadan min. 3.00 m, max. 6.00m. önceden kaya şartlarından bağımsız olarak ana hat tüneli

A3 kazı destek tipine geçer. Portal giriş ağızlarında ise ilk 6 metre A3 tipinde açılıp, devamında

da jeolojik şartların gerektirdiği koşullarda açılır.

Örtü kalınlığının çok az olduğu (tünel çapı D kabul edilirse, örtünün 1,5 D değerinden küçük

olması) durumlarda kaya şartlarına bakılmaksızın A3 destek tipi uygulanır. Aynı şekilde

yüzeydeki sanat yapıları ve binaların altından geçilmeden önce yapı temeli ile tünel arası örtü

kalınlığı 1.50 değerinden az ise iyi kaya şartlarında 15–20 m. önce, bozuk kaya ortamlarında ise

min.30m. kala A3 desteklemesine geçilir.

Çelik Hasır Montajı: Kazı sonrası tünel içinde çelik hasır montajına geçilir. Bütün tünel

tiplerinde kullanılan çelik hasır tipi Q221/221 ve bindirme oranlarıda yatay-düşey yönde 30 cm.

dir. Montajda dikkat edilecek en önemli husus donatının kaya yüzeyine mümkün olduğunca

yaklaştırılmasıdır.

İksa Montajı: Tünel içerisine hazır imalat olarak, iki parça halinde gelen kafes iksanın,

flanşları üzerinde açılan dört yuva içinden civata+somun marifetiyle birbirlerine bağlanması

şeklinde yapılır. İksa montajında dikkat edilecek en önemli hususlar:

a) lksa papuçlarının her iki yanda sağlam zemine basmasının sağlanması,

b) Her iksa da mutlaka topografik ölçüm yapılmasıdır.

Montajı ve topografik teslimatı tamamlanan iksa önce kurulan ve tahkimat elemanları

tamamlanmış bulunan iksaya,T20 tik nervürtü çubuklarla tesbit edilir. İşban demiri adı verilen bu

elemanların boy u, iksa aralığından 20cm.fazia bırakılarak bindirme yapılması sağlanır.

Aşağıdaki tabloda kesit tiplerine bağlı olarak işban adetleri verilmiştir.(TABLO–6)

16

KESİT TIPI

A TİPİ

P TİPİ T TIPI B TİPİ

ANA IKSA GEÇİCİ IKSA İŞBAN ADEDİ 13 16 18 5 13

TABLO–6

Shotcrete: İstanbul Metrosu çalışmalarında shotcrete kuru karışım olarak kullanılmaktadır.

Geçici tahkimatın en önemli elemanı olan püskürtme beton uygulamalarında dikkat edilen

noktalar;

a-Shotcrete uygulanacak yüzey serbest malzemelerden temizlenir ve yüzeyde su geliri varsa

uygun yöntemlerle drene edilir.

b-Çelikhasırın yüzeye iyi sabitlenmesi sağlanır ve shotcrete esnasında esneme yapması

engellenir,

c-Malzeme karışımının mutlaka homojen olması sağlanır.

d-Hava basıncı ve su karışım oranı iyi ayarlanmalıdır.

Doğal Kum Kırma Kum Kırmataş

DOZAJ KATKI % (MM)Dmax W/C SU 0-2mm. 2-5mm. 5-1 2mm

400kg 5 12 0.36 144kg 460kg 568kg 859kg

SHOTCRETE DİZAYNI

Bulon Uygulaması: Kaya balonları tek başlarına tahkimat elemanı olarak uygulanabildiği

gibi, İstanbul Metrosu Tünellerinde, iksa, hasır-çelik ve shotcrete'den oluşan tahkimatın

tamamlayıcı elemanı olarak kullanılmaktadır.

Taşıyıcı plakaları shotcrete kabuğunun yüzeyine basacak biçimde, kabuğun kaya kemeri ile

birlikte çalışmasını sağlar. Metro tünellerinde kullanılan kaya bulonları, özellikleri ve kullanım

yerleri aşağıda verilmiştir.

E.K.B (ENJEKSİYONLU KAYA BULONU): Metro Tünellerinde en yaygın olarak kullanılan kaya

bulonudur. Bir delici makine tarafından delinen deliğe enjeksiyon malzemesi doldurulduktan

sonra, bulonun elle itilerek yerleştirilmesi suretiyle kullanılır. 3.00 m boyunda, T26'hk nervürlü

çelikten özel olarak imal edilir. Bir ucu 10 cm. dişli ve taşıma plakaları 200/200/100 mm.

boyutlarında olup, Metrik 24 somun kullanılır, içine yerleştirildiği delik çapı min. 45 mm. dir ve

sadece su-çimentodan oluşan enjeksiyonun hazırlanmasında Mai-Pump adı verilen özel

makineler kullanılır. Bu makineler arcılığıyla kıvam ayarı kolaylıkla yapılabilir.

Kınklı-çatlaklı yapıya sahip, ancak foraj duraylılığı olan ortamlarda kullanıhr. Enjeksiyon priz

süresi dolmadan torklanamadığı için anında çalışan bir tahkimat elemanı değildir. Torklama

işlemi özel amaçla üretilen ve üzerinde bir sklala olan anahtar vasıtasıyla yapılır. Torklama

17

kuvveti 50 kN (5000 kg) olup, bu değere karşılık verebilen bulon sağlam kabul edilir. Bulon

kontrol metodu, diğer tüm bulon çeşitleri için de geçerlidir.

SÜPER SWELLEX KAYA BULONU: En büyük özelliği anında çalışan bir bulon olmasıdır. 2 mm.

kalınlığında 54 mm. çapında ve 3.60 m. boyundaki kaliteli çelikten, tek parça olarak dikişsiz imal

edilir. İmalat sonrası kesilmeden bulon çapı katlanmak suretiyle 36 mm. ye indirilir. Bulonun her

iki ucu da flanşla kapalı olup flanşlardan biri üzerinde delik bulunmaktadır. Delgi makinesi

tarafından önceden açılmış 45 mm. çapındaki foraj içine, delik olan flanş dışarıda kalacak

biçimde yerleştirilir. Bulon başına plaka takıldıktan sonra, 300 bar basınçlı hava ve su karışımı

üreten bir pompa aracılığıyla delik içinde şişirilir. Kaya yüzeyi ile oluşturduğu oderans gücüyle

çalışan bir bulon olduğundan, killi, siltli gibi plastik özellik gösteren yumuşak ortamlarda

kullanılmaz. Sadece bloklu-çatlaklı yapıya sahip rijit kaya ortamlarında kullanılır.

KDP (KENDİ DELEN KAYA BULONU): İçi boş, matkap şeklinde 36 mm. çapında dış kısmı yivli

bulonlardır. Delici makinenin üzerine tij gibi takılarak kullanılır ve delgi sonrası dışarı alınmadan,

delik içinde bırakılır. Sonra bulonun içindeki delikten enjeksiyon şerbeti verilir ve bulon deliği

dipten geriye doğru enjeksiyon ile doldurulur. Bu tip bulonlar, açılan deliklerin göçük yaptığı ve

sağlam delik elde edilemeyen kaya ortamlarında kullanılır. Torklama için, enjeksiyon priz süresi

beklendiğinden, anında çalışan bir bulon değildir.

Süren Uygulaması: Kazı sonrası dökülmeye meyilli kaya ortamlarında, özellikle sulu

bölgelerde, kazıya girmeden önce süren uygulaması yapılır. Çelik iksa üzerinden yatayla max. 0105 açı yapacak biçimde çakılırlar ve adetleri kazı destek türlerine göre değişir. Uygulamada

daha çok 1 1/4" çapında, 3.00 m.Iik borulardan faydalanılmıştır. 2 mm. et kalınlığına sahip boru

sürenin kesme mukavemeti 26 mm. lik nervürlü çelikten daha yüksek olduğu için tercih

edilmiştir.Enjeksiyonlu veya cebri çakılarak uygulanabilir.

ALT YARI İMALATI

Kazı ringinin tamamlanarak,oluşacak gerilmelerin tahkimata homojen olarak dağıtılması

amacıyla yapılan alt yan imalatı;üst yan kazısını takiben yapılır.

Tahkimat elemanları açısından üst yandan farklı olarak, sadece çelik hasır ve shotcrete

kullanılır. Kullanılan çelik hasır O221/221 sınıfında olup her iki yöndeki bindirmesi

30cm.dir.Ancak düşey yöndeki bindirmeler üst yan esnasında bırakılan 10mm.çapındaki düz

bindirme demirleri marifetiyle yapılır.Bu demirler 1.10m.boyunda olup L şeklinde kıvrılarak, üst

yan çelik hasırlarının alt kısımlarına konur ve alt yan aşamasında bükülüp açılarak düşey

bindirme sağlanır

Üst yarı hangi kazı destek tipinde açılmışsa.alt yan da aynı kazı destek sisteminde

yapılır.Donatı montajı sonrası, shotcrete atılacak yüzey serbest malzemelerden ve sudan tümüyle

arındırılır. Reglaj ismi verilen bu uygulamadan sonra püskürtme beton uygulanarak kazı aşaması

tamamlanır.

Alt yan kazı adımlarının ortalama boyu 3.00 m dir. Ancak kaya şartları ve tünel tipine bağlı

olarak bu oran değişebilir.Alt yarının tamamlanmasıyla geçici tahkimat bitirilmiş olur.

TAHKİMAT ÖNCESİ DURAYL1LIĞI ARTTIRICI ÖNLEMLER

Tahkimat taşıma yeteneğini kaybetmiş kayayı taşıyamaz,ancak kayaları basınç ve kütle

etkisine dayanacak duruma getirir.Bu nedenle tüneli çevreleyen kaya ortamındaki

18

deformasyonların, istenmeyen oturmalara,gevşemelere ve kaya mukavemetinin azalmasına neden

olmayacak kadar küçük olması gerekir.Bu durumu sağlamak için tünellerde aşağıdaki önlemler

alınır;

a) Süren kullanmak veya sayısını arttırmak,

b) Kazı göbeği bırakmak,

c) Kazı adımlarını küçültmek,

d) Kazı alanını küçültmek (parçalı kazı)

e) Kazının her safhasında kayanın hava ile temasını kesmek.

KALICI DESTEKLEME

Tünel desteklemsinin.geçici destekleme safhasından sonraki ikinci ve son aşamasıdır.Kendi

içinde iki aşamada yürütülür.Birinci aşama invertjkinci aşama kemer betonlarının

dökülmesidir.Ancak kaplama öncesi yapılan bir takım ölçümler vardır.Bunlan

1 -Tünel Kesit Kontrolleri:Tünel teorik kazı sınırı üzerine,tahkimat eleman kalınlığı ve

harici “d1” tolerans miktarı ilave edilerek, bulunan sınırın içine geçici destek yapısının taşmamış

olması gereklidir.Olası taşma durumlarında tarama yapılır ve tarama yapılan kesim yeniden

desteklenir.

2-Deformasyonların Kontrolü:Tünel içi konverjans bulonlarından, şerit ve optik

ekstansometre ölçümleri marifetiyle,elde edilen deformasyon değerleri kontrol edilir.Kemer

kaplama beton öncesi,deformasyonların ya tamamıyla bitmiş, yada elimine edilebilecek

değerlerde olması gerekir.Eğer mevcut deformasyon bu sınırların dışında ise,deformasyon

sönümlenene kadar beton dökülemez.

YÖNTEM

Tüm tünellerde beton ardışımı.kazı işleminin aksine,önce alt yarı (invert) sonra üst yarı

(kemer) betonu olacak şekilde yürütülür.Beton, dökümü yapılacak kalıbın yanına transmikserle

ulaştırılıp,yer pompası marifetiyle kalıba sokulur.Nihai kaplama tünelin makyajsız son hali

olduğu için, bu işlemler kaliteli ve yeterli ekip ve ekipmanla yapılmalıdır.Sıralanan nedenlerle

beton döküm süresinin uzaması veya betonun kesintiye uğramasına müsaade edilemez.

Beton dökümü öncesi.döküm esnasında ve sonrası,dökümü yapılan ano kaliteyi bozucu dış

etkilerden muhafaza edilir.Örneğin su her üç aşamada,ısı anomalileri;döküm sırası ve sonrasında

betonun kalitesini olumsuz etkiler.İki aşamada (invert-kemer) yapılan tünel iç kaplamalarında

izlenen metotlar aşağıda anlatılmıştır.

Tünel iç kaplamasının ilk safhası olan.invert beton dökümü sonuna kadar izlenen metodoloji ;

a-Dökümü yapılacak bölgenin gabari kontrolünün yapılması,

b-Bölgenin beton için hazırlanması (tabanın serbest haldeki malzemelerden ve sudan

arındırılıp döküm sonuna kadar muhafazası)

c-Kalıbın topografik montajı ve kontrolü,

19

d-Kalıbın beton dökümü için yağlanması ve ekipmanın hazır olduğunun kontrolü,

e-Donatı montajı ve kalıpla birlikte mühendise teslimatının yapılması,

f-Beton dökümü, g-Döküm sonrası, priz süresi dolana kadar betonun muhafazası.

ve kemer betonları için izlenen yöntem ise;

a-Dökümü yapılacak bölgenin gabari ve deformasyon kontrolü,

b-Dökülecek anoda su mevcut ise uygun yöntemlerle betona temas ettirilmeden uzaklaştı n

iması,

c-Bulon başlarının anti-iletken boya ile yalıtılması,

d-Donatı montajı ve teslimatı,

e-Kalıbın beton dökümü için yağlanması ve ekipmanın döküm için hazır olduğunun kontrolü,

f-Kal ı bin topografik montajı ve alın kalıbı yapılması, g-Beton dökümü.

şeklinde gerçekleşir.

BETON KALIPLARI

İNVERT KALIP :İnvert kalıpları çelikten imal ve sac kalınlığı min.5mm. dir.Kalıplar

mükerrer kullanıma uygun kendi kendine yürüyüş sistemine sahiptir.4 Ayna için gerekli olan

invert kalıp sayısı en az 2 dir.Kalıplar düşey hareket yeteneğine sahiptir ve üzerlerinde bir

hidrolik pompası mevcuttur.Şekil doğruluğu,rijitlik,su geçirmezlik ve yüzey pürüzsüzlüğü

bakımından her zaman iyi durum da muhafaza edilirler.Kalıp üzerinde monteli veya seyyar

aydınlatma sistemi bulunur.

KEMER KALIP:Tümüyle çelikten imal edilen kemer kalıpları da mükerrer kullnıma uygun

ve sac kalınlığı min.8mm.dir.Kemer kalıp iki ana bölümden oluşur.1.Kısım şaryo bölümüdür ve

kalıbın betonla temas eden sac panellerini taşır.Şaryö.raylar üzerinde hareket yeteneğini

veren,mekanik yürüyüş motorlarına sahiptir. 2.Kısım ise şaryo üzerindeki sac panellerden

oluşur.Kemer kalıbı üzerinde 1 konvertör,1 hidrolik kumanda ve sac panel iç kısımlarına

monteli,uygun sayıda 24 Volt la çalışan,satıh vibratörleri mevcuttur.Bu satıh vibratörleri için,ayrı

ayrı tesis edilmiş.paket şartel kumanda paneli şaryo üzerine montelidir.Şaryö üzerine sac

paneller.hem düşey hen de yatay hareket yetenekli hidrolik liftlerle bağlantılıdır.Kemer sac

panellerinde betonun en iyi şekilde dökümü ve işlenmesi için yeter sayıda beton penceresi ve

tavan kollektörü bulunur.

BETON ÜRETİMİ VE NAKLİYESİ

Tünel betonları için min. kapasitesi 35m3/saat olan ve onaylı dizaynı verebilecek bir beton

santrali tayin edilir.Bu santral mevsimsel değişimlerden etkilenmeyecek şekilde teçhiz edilmiş ve

uygun mesafede yer almalıdır. İstanbul Metrosu Tünellerinde kullanılan son kaplama betonu

BS25 sınıfında olup dizaynı aşağıda verilmiştir.

20

ÇİMENTO DOZAJI (kg) 350

Dmax.(mm) 20

W/C 0.48

SU (kg) 168

PODİMA DOĞAL KUM (0-2mm) 584

YIKANMIŞ KIRMA KUM (2-5mm) 241

KIRMATAŞ (5-1 2mm) 512

KIRMATAŞ (12-20mm) 532

KATKI (%) 1

SLUMP ınvert (11 -14)

KEMER (16-19)

METRO-1 BS25 BETON DİZAYNI

İNVERT BETON KALIP MONTAJI

Beton dökümü için uygun şartlara sahip ânoya,invert kalıp çekilmeden önce tamamen

temizlenerek, yüzeylerinin pürüzsüz olması sağlanır.Kalıbın betona temas eden yüzeylerinin

betona yapışmaması için yağlanır.Kalıbın ,beton esnasında şekil ve konumunu rijit olarak

muhafaza edebilmesi ve beton yüzeyinde ondülasyonu önleyecek şekilde,destek elemanları ile

sabitlenir.Bu işlem kalıbın topograf nezaretinde kurulması öncesi yapılır.Beton dökümü

sonrası,kalıpta betonu zedeleyebilecek ve demontaj zorluğu çıkaran hiç bir eleman olmamalı,alın

kalıplan rahatça sökülebilmelidir.

Çalışma rahatlığı ve iş güvenliği açısından invert kalıp üzerine bir ahşap platform

oluşturulur.Ayrıca kalıp sabit veya seyyar aydınlatma sistemiyle teçhiz edilir.

DONATI MONTAJI

İnvert kalıbın kurulmasından sonra,donatı montajına geçilir. Metro tünellerindeki tüm tünel

kesitlerinde donatı olarak çelik hasır kullanılmakta olup, çift sıra halinde montajı

yapılır.Öncelikle dış donatı bağlanır. Sonra özel çelik hasırdan bükülerek imal edilen,sehpa

demirleri,ilk kat hasır üzerine monte edilir ve ikinci kat çelik hasır bağlanmasına girilir.T tipi

hariç diğer tüm tünellerde kullanılan çelik hasır Q221/443 sınıfı, T tipinde ise O378/589 çelik

hasır kullanılır.Bindirme boyu 50 j0ölup,kalıp ön yüzü ve arkasında pas payı mesafesi 4cm.dir.İki

donatı arasında kullanılan sehpa demirlerinin amacı hem pas pay ı, h e m de donatılar arası

mesafenin homojen kalmasını sağlamaktı r. invert donatının alın kısımları ve kemer betonu için

bırakılan bindirme filizleri arasına,alınlarda 15,kemerle temas yüzeylerinde ise 5Ocm.ara ile su

tutucu donatısı bağlanır.Daha sonra 25cm.eninde ve 1 cm kalınlığındaki PVC su tutucu conta

yansı beton dökümünde beton içinde kalacak biçimde su tutucu demirleri arasına

yerleştirilir.Conta birleşim bölgeleri elektrikli rezistans vasıtasıyla eritilerek yapıştı n 11 r. Bu

işlemin itinalı ve sızdırmazlığı sağlayacak biçimde yapılması gereklidir. Ayrıca bağlanan

donatının temiz ve passız olması,yağla temas etmemiş olması gerekir.

Tüm bu işlemler tamamlandıktan sonra kalıbın ve donatının temizliği .projesine uygunluğu

mühendise teslim edilir.

YENİKAPI - UNKAPANI ARASI METRO İNŞAATI :

Proje Yenikapı'dan Unkapanı'na kadar yaklaşık 2600 m uzunluğunda olup güzergah yapıları,

delme ve aç-kapa tüneller ile 2 adet istasyon inşaatını kapsamaktadır. Ayrıca Hafif Raylı Sistemi

21

Yenikapı İstasyonuma bağlayan 721 m uzunluğundaki Yenikapı-Aksaray hafif metro, güzergahı

inşaatı da bu ihale kapsamındadır. Yenikapı-Unkapanı metro inşaatı işine 15.12.1998 tarihinde

başlanılmış ve son süre uzatımıyla birlikte işin süresi 40 aydır.

Şehzadebaşı istasyonu :

Konkors aç-kapa, platform katlan delme olarak inşa edilecektir. Yaklaşık 44 m derinliktedir.

Bir adet olan konkors yapısının giriş-çıkışları Vezneciler Caddesi, Büyük Reşit Paşa Caddesi ve

Onaltı Mart Şehitleri Caddesi'nde olmak üzere 3 adettir.

Yenikapı İstasyonu :

Aç-kapa olarak inşa edilecek konkors yapısının bünyesinde peron katı mevcut olup, Hafif Raylı

Sistem ve Metronun ortak istasyonu olarak planlanmıştır. Ayrıca Tüp Tünel istasyonu ile yolcu

bağlantıları mevcuttur. Bünyesinde ayrıca 107 otomobillik otopark ve yolcuların kolaylıkla

ulaşabilecekleri otobüs duraklan mevcuttur. İnşaat alanı 17500 m2'dir. Yapılacak olan

istintaklardan sonra inşaatına başlanılacaktır.

LRTS Hattı :

Yenikapı İstasyonu; Taksim-4.Levent Metro hattı ile Boğaz Tüp geçişi arasında transfer

istasyonu durumundadır. Buradaki yoğun yolcu trafiği, 700 m'lik aç-kapa ve delme tünellerle

Hafif Raylı Sistem yolcusunu Aksaray İstasyonuna aktaracaktır.

Tüneller:

7 tip tünel kesiti kullanılacaktır. Tek hatlı tüneller tip A, platform tünelleri tip P, birleşim tünelleri

tip T ve Ti, istasyon bağlantı ve merdiven galerileri tip B2 ve B3> çift hatlı tüneller tip C olarak

inşa edilecektir. Toplam tünel boyu 6511 m'dir.

TAKSİM - UNKAPANI ARASI METRO İNŞAATI :

Unkapanı - Taksim arası Metro inşaatı 22.10.1998'de başlamıştır.

Proje, Unkapanı'ndan Taksim'e kadar yaklaşık 2550 m uzunluğunda olup delme ve aç-kapa

tüneller, 2 adet istasyon ve Haliç geçişi köprüsü inşaatını kapsamaktadır.

İstasyonlar :

1- Şişhane istasyonu

2- Unkapanı istasyonu

1-Şişhane İstasyonu:Giriş çıkış yapıları ve bilet gişelerinin

bulunduğu yerler aç-kapa yapılar olacak, yolcuların metroya binecekleri

yerler ise delme tünel yapı olarak inşa edilecektir. Bu bölgedeki istasyon

derinliği yaklaşık 30 metredir. İstasyon bünyesinde 2 adet giriş yapısı

mevcuttur. 1. giriş yapısı iki katlı olup inşaat alanı 1200 m dir ve 20

dükkanlı pasaj olarak planlanmıştır.

2. giriş yapısı dört katlı olup 1600 2m 'lik alana sahiptir.

22

2-Unkapanı İstasyonu : Bu istasyonun giriş yapılarını, Ragıp Gümüş

Pala Caddesi ikiye ayırırken yolcu platformu bu iki yapıyı yerden 10m

yükseklikte bir köprü ile birleştirmektedir. Bu istasyona dört giriş-çıkış

noktası vardır. İnşaat alanı 3500 m2'dir.

Tüneller : Bu inşaatın gerçekleştirilmesinde 5 Tip tünel kesiti kullanılmaktadır. P tipi peron

tünelleri 508 m, B1 tipi istasyon bağlantıları ve B3 merdiven tünelleri 270 m, A tipi hat tünelleri

2900 m aç-kapa tüneller ve istinattı dolgu ve yarmalar ise 80 m'dir. Tünellerin toplam boyu 3900

m'dir.

Haliç Geçişi Köprüsü : Toplam uzunluğu 892 m'dir. Ayaklar arası karada 36m, denizde

ortadaki açılabilir açıklık 92m, diğer yan açıklıklar ise 52 . m ve 80 m değişken olarak

tasarlanmıştır. Orta açıklık, büyük tonajlı gemilerin geçebilmesi için duba üstünde yana

döndürülerek açılacaktır. Denizdeki ayaklar, çelik boru kazıklar ile (~ L = 80 m) temel kayaya

soketlenecektir. Denizdeki tabiiye, boylama ve enleme kirişlerle (ortoponal olarak) takviye

edilmiş çelik tabiiye levhasından oluşacaktır. Karadaki açıklıklarda ise kompozit sistem

uygulanacaktır

İstanbul Metrosu 2. Kısım İnşaatı kapsamında yer alan Şişhane İstasyonu 2 adet konkorsu aç-

kapa tarzında inşa edilecektir. Konkors kazısının çevre yapılara zarar vermeden yapılabilmesi

amacıyla kazının öngermeli ankrajlarla sağlam zemine tutturulmuş betonarme perde duvar ile

desteklenmesi önerilmektedir. Önerilen sistem ile ilgili hesaplar aşağıda sunulmuştur.Bu hesap

raporu yerleşim planındaki değişiklerden dolayı yapılan revize hesapları kapsamaktadır.

1.ZEMİN KOŞULLARI

Şişhane İstasyonunda daha önce ME26 ve ME28 numaralı sondajlar yapılmıştır. Mevcut

sondajlardan yüzeyden itibaren 3-4 m kalınlığında yapay dolguyu takiben kumtaşı-silttaşı-kiltaşı

ardalanması yer almaktadır. Ana kaya az sert-sert, çok altere olmuş-altere, çok kırıklı-kırıklıdır.

Süreksizlik düzlemeleri saklı veya açık parlak yüzeyli veya az pürüzlü, düzlemsel, demiroksit izli

olup kalsit ve kilde içermektedir. Karot yüzdesi % 25-100, RQD yüzdesi % 0-76 arasında

değişmektedir.

Hesaplara esas idealize zemin profili üst seviyelerdeki dolgu malzemesi ve anakayanın

ayrışmasını da dikkate alacak şekilde seçilmiş ve aşağıda özetlenmiştir.

0-10 m c = 0 , = 30° , = 20 kN/m3

10-30 m c = O , = 35° , = 22 kN/m3

2. KAZI DURUMU

Kazı çevresi çok katlı yapı ve yollar ile çevrilidir. Kazı duvarları boyunca gerek kazı derinliği,

gerekse çevre yapıların konumları itibariyle farklılık gösteren kesimlerden ayrı ayrı enkesitler

alınmıştır.İstasyon kapsamındaki kazılar 1 konkorsda 12.50 m ile 22 m arasında, 2. konkorsda

15.45 m ile 30.00 m arasında değişmektedir.

3.ANALİZLER

23

İstasyonun yoğun yerleşim alanında yer alması nedeniyle kazı çalışmaları sırasında çevrede

oturmalara neden olmayacak veya minimum oturmalara neden olacak sükunetteki toprak

basınçlarının dikkate alınması önerilmektedir. Ankrajlı sistemlerde sükunetteki toprak basıncı

dağılımı duvar boyunca üniform olmak üzere

HKq 01 4.0 (Hunt, 1986)

olarak verilmektedir. Burada,

sin10 K (sükunetteki toprak basıncı katsayısı)

= birim hacim ağırlık

H = Kazı yüksekliği

olarak kullanılmıştır. Zemin yüzeyinde bir sürşarj yükü (qs) olması durumunda bu yükün duvar

üzerinde yarattığı ilave üniform basınç

q2 = 0K qs

olarak hesaplanabilir.

Kazı kesitleri için ankraj yerleşiminin düzenlenmesinde öncelikle duvar boyunca düşeyde

kullanılması planlanan ankraj sayısı (n), açısı ( ) ve ankraj servis yükü (T) belirlenmiştir.

Planlanan ankrajların yatay aralığı ise aşağıdaki şekilde hesaplanmıştır.

cos..cos TnTnS

P Hqq 21

İstanbul Grovaklarında daha önce yapılmış çalışmalarda ankraj kök bölgesi için birim sürtünme

direnci

fs =450kPa

olarak belirlenmiş olup 12.5 cm çapında ve 8.0 m kök boyuna sahip bir ankraj için maksimum

kapasite

Tult = 0.125x3.14x8x450 = 1413 kN .

emniyetli kapasite ise

T = Tult/ 2.0 = 1413/2 = 706 kN

hesaplanmıştır. Bu durumda ankraj servis yükü T = 600 kN

alınması ve 4 adet 0.6 inç çapında öngermeli, düşük gevşemeli halat kullanılması önerilmektedir.

Yukarıda açıklanan yöntemle hesaplanan ankrajların boylan ankraj kök bölgelerinin büyük

bölümünü içine alan derin kayma daireleri (toptan göçme) için minimum 1.5 güvenlik sayısı

24

verecek şekilde ayarlanmıştır. Sözkonusu analizler SLOPE/VV (Geo-Slope) bilgisayar programı

kullanılarak yapılmıştır.

1.1. Yerüstü Yapıları

Aşağıdaki ünitelerden oluşmaktadır:

a.Giriş ağızları

b.Havalandırma bacaları

c.Metro işletme yapıları

1.2. Tüneller

Tünel inşaatları genellikle 1 hat gidiş 1 hat geliş olmak üzere toplam tek hat' üzerinden 12.933

m. uzunluğunda olacaktır. Tüm tünel güzergahı üzerinde kazı kesitleri 22 ile 100 2m arasında

değişen ve kesit çizimleri ekler bölümünde bulunan 6 tip tünelden oluşmaktadır. Bu tünel tipleri

şunlardır:

A Tipi : At nalı şekilli ana hat tünelleri

P Tipi : Yakın indirme-bindirme peronlarındaki istasyon

platform tünelleri

T Tipi : Makas bölgelerindeki tüneller

1B Tipi : İstasyon platform bağlantı veya geçiş tünelleri

2B Tipi : Merdiven tünelleri

3B Tipi : Emniyet giriş-çıkış tünelleri

Bu tünellerin tiplerine göre özellikleri ise şöyledir :

Tünel Tipi Kesit Alanı Uzunluğu Net Kazı Hacmi

A 362m 10.176 m 366.170

3m

P 642m 1.096 m 70.200

3m

1B 422m 360 m 15.120

3m

2B 222m 327 m 7.194

3m

3B 442m 320 m 14.080

3m

T 1002m 654 m 65.400

3m

Toplam 12.933 m 538.1643m

1.3. Aç-Kapa Galeriler

İnşaat kapsamı içerisinde yapılacak olan aç-kapa galeri tipleri ve özellikleri aşağıda

görülmektedir :

25

Kesit Alanı Uzunluğu

J Tipi : Ayrı ikiz galeriler 22.56 2m 620 m

D Tipi : Bitişik galeri 45.13 2m 330 m

G Tipi : İstinat duvarlı galeri 49.50 2m 100 m

2.1.Gayrettepe Yaklaşım Galerisi

Gayrettepe'de Tatko binası arkasından bir girişle 129 m. uzunluğunda bir yaklaşım galerisi ile

Haliç hattına ulaşılmış 32m.'lik bir bağlantı tüneli ile de Boğaz hattına ulaşılmıştır. Burada elde

edilen 4 ayna ile Gayrettepe İstasyonu ve Mecidiyeköy yönlerine dörtlü tünel kazısı sürmektedir.

2.2.Zincirlikuyu Kuyusu

Başlangıçta öngörülmemekle birlikte; Gayrettepe ve Levent arasındaki yeraltı çalışmalarını

hızlandırmak ve dört fazla ayna elde edebilmek amacıyla Zincirlikuyuda üçüncü bir yaklaşım

kuyusunun açılmasına karar verilerek Ocak 1994'te, bu kuyunun açılmasına başlanmıştır. Kuyu

projesi ve ekipman dizaynı Şişli kuyusunun aynı yani elips kesitli olacaktır. Bu kuyu

tamamlandığında Gayrettepe - Levent kesimi tünel kazı hızının iki katına çıkması

beklenmektedir.

3.TÜNELLER

Önceki bölümlerde tanımlanmış olan tünel türlerinden (A) ana hat; P (Platform), T ( Makas),

1B (Bağlantı) tünellerinin kazılması 21 aynada sürdürülmektedir. Bunlarla ilgili yapım detayları

şöyledir:

3.1.Yöntem

İstanbul Metrosu yeraltı kazıları, en yeni metot olan Yeni Avusturya Tünel Metodu (NATM)

ile açılmaktadır. Bu yöntemin özelliği hemen kazı sonrası püskürtme betonla ön yalıtım, çelik

bağlarla ve hasır çelikle giydirme ve ikinci kat püskürtme betonla pekiştirmedir.

3.2. Kazı ve Destekleme Sınıfları

Metro tünelleri, yapılaştırma açısından 3 sınıfa ayrılmıştır.

3A Sınıfı: Binaların altından geçen bölümler

2A Sınıfı : Yolların altından geçen bölümler

1A Sınıfı: Boş alan ve yapılaşma olmayan bölgelere verilen sınıflandırma isimleridir.

Bu sınıflandırmaya göre kazı ve destekleme boyutları değişmektedir.

3.2.1. 1A tipinde bir kerede yapılacak kazı uzunluğu 100- 150 cm püskürtme beton kalınlığı

10-15 cm. olmakta ve tek sıra hasır-çelik yerleştirilmekte olup, çelik giydirme bağı

konulmamaktadır.

26

3.2.2. 2A tipinde kazı uzunluğu 100,120 cm., püskürtme beton kalınlığı 20 cm.' dir. Tek sıra

hasır-çelik ve 100-120 cm. aralıkla çelik giydirme bağı konulmaktadır.

3.2.3. 3A tipinde kazı uzunluğu 80-100 cm., püskürtme betonu 20 cm.'dir. Çift sıra hasır-

çelik ve 80-100 cm. aralıkla çelik giydirme bağı konulmaktadır.

Belirtilen bu sınıflamaya rağmen zeminin jeolojik durumu dikkate alınarak yapılan

jeoteknik ölçüm yorumlamaları uygun çıkara, 1A ve 2A bölgelerinde 3A veya 1A

bölgesinde 2A ve 3A ve geçişler bazen yapılabilmektedir.

3.3. Kazı Yapılması

Tünel kazıları, gagalı kazıcı (Jack Hammer) ve kafalı kazıcı (Road-Header) denilen

makinelerle yapılmaktadır.

Gagalı kazıcı makinelerde, ekskavatör tipi makinelerin ucuna yerleştirilen zemini kırıcı darbe

yapan uçlar, taşı parçalamak suretiyle kazıyı yapmaktadırlar.

Kafalı kırıcı (Road Haeder) tipi makineler, özel olarak imal edilmekte ve ucunda kesici uçlar

ihtiva etmektedir. Makine bu uçları döndürmek suretiyle formasyonu parçalamakta, dökülen

malzemeyi kepçesi ile alıp, elevatörleri ile arkaya aktarmakta ve kamyona otomatik olarak

yüklemektedir.

Gagalı kazıcılarla yapılan kazıda, kazı malzemesi nakli için ayrı bir iş makinesine gereksinim

vardır.

3.4. Desteklemenin Yapılması

Kazı ve tünel çevresi taramaları bitirildiğinde hasır-çelik ve çelik giydirme bağlar

yerleştirilmektedir.

Hasır-çelikler, enine ve boyuna dik olmak üzere demir çubuklardan hasır biçiminde fabrikada

imal edilmektedir. Çelik giydirmeler, üçgen kesitli nervürlü çelik çubukları ile profil elemanların

bileşiminden oluşan ve kazı çevresi boyunca tüneli desteklemek amacı ile atölyede projesine göre

imal edilen bağlardır.

Hasır-çelik ve çelik bağ yerleştirildikten sonra püskürtme beton uygulamasına geçilmektedir.

Püskürtme beton, kuyu yaklaşımlarında kuyu boyunca, girişlerde ise giriş tünellerine yakın

yerlerde kurulmuş beton tesislerinde üretilmektedir. Malzeme kum, ince çakıl, kaba çakıl,

önceden deneyleri yapılmış oranlarda kuru olarak hazırlanmaktadır. Bu tesislerde hazırlanan

kuru malzeme transmixer veya diğer taşıyıcılar vasıtasıyla kazı yapılan bölgenin yakınında

bulunan püskürtme beton pompasına taşınmaktadır. Püskürtme beton pompaları, kuru

malzemeyi basınçlı hava ile ve basınçlı su ile birlikte kazı cidarına püskürtürler. Beton malzemesi

pompanın içine aktarılırken toz halinde imal edilmiş katkı malzemesi de ilave edilmektedir. Bu

katkı malzemesinin miktarı, kuru beton olarak çimento miktarının % 2-5 oranındadır. Püskürtülen

bu malzeme kazı cidarına basınçla uygulandığında, % 30-50 oranında bir dökülme

olmaktadır. Püskürtme işlemine h asır-çelik ve çelik giydirme yüzeyi tümü ile kaplanıncaya kadar

devam edilmektedir. Püskürtme beton uygulaması tamamlandıktan sonra, diğer bir kazı işlemine

geçilir. 2 ile 3 gün sonra püskürtme beton yapılan bölgeye kaya bulonu yapılmaktadır.

27

İzleyen sayfadaki 5 No.lu Çizelgede Destekleme ve Bulonlama işleri görülmektedir,

3.5. Bulonlama İşleri

Kaya bulonları bir kesite A1fA2 ve A3 tiplerine göre sırasıyla 4-5, 6-7 ve 7-8 adet şaşırtmalı

olarak çakılmaktadır.

3.5.1. Normal Bulonlar

Delikler, Jumbo denilen sondaj makineleriyle 45 mm. çapında 3-5 m. boyunda 80-150 cm.

aralıklarla açılmakta, içine çimento şerbeti doldurulduktan sonra 26 mm. çapında ve delik

uzunluğuna göre önceden atölyede hazırlanmış bulonlar, delik içine itilmektedirler. Bulonun uç

kısmındaki plaka ve somunun sıkılmasında önce, çimentonun delik içinde katılaşması

beklenmektedir.

3.5.2.Şişen Bulonlar

Tünelin en üst kısmında ve buna yakın olan bölgelerde çimento şerbeti aktığından veya

çakılan bulon kendi ağırlığı ile dışarıya çıktığından bu bölgelere süper swellex tipinde şişen

bulonların çakılması tercih edilmektedir. Bu tip bulonlar ince cidarlı ve yumuşak malzemeden

yapılmışlardır. Çapları deforme edilmek suretiyle küçülmüştür. Deliğe uygulandıktan sonra,

basınçlı hava verilip kesiti dairesel olmakta ve deliğe sürtünme ile intibak etmektedirler. Bu

tiplerde çimento şerbeti uygulanmadığı için hem hızlı ve hemde güvenilir bir sistem elde edilmiş

olmaktadır.

3.5.3.Matkap Bulonları

Metro tünellerinde, bir başka bulon sistemi ise Kendi Delen Enjeksiyon bulonları dır. Bu

bulonlar, deliği delen matkap yerinde bırakılarak ucundan deliğe enjeksiyon verilmek suretiyle

çakılmaktadırlar. Bunlar daha çok, zeminin bozuk olduğu bölgelerde temel kesitinin üst kısmında

sürgü çubuğu yerine kullanılmakta ve bozuk zeminin hem sürgü ve hem de çimento enjeksiyonu

yardımı ile desteklenmesi yapılmaktadır.

Literatürde sıkça ve önemle üzerinde durulduğu halde şu ana kadar yapılan kazılarda büyük

ölçekli faylar gözlenmemiştir. Özellikle tünel kazıları esnasında, tünel kesitinin büyüklüğünü baz

alarak fay olarak adlandırılabilecek her birkaç metrede bir süreksizlikler izlenmektedir. Bunların

zonları birkaç cm.'den başlayıp 0,5 m.'ye kadar ulaşmaktadır. Fay yüzeyleri düz/kaygan olup,

zonları fay kili ve/veya ilgili kayaç kırıntılarından oluşmaktadır.

Gerek araştırma sondajlarına ve gerekse kazılarda yapılan gözlemlere göre RQD % O ile %

50 arası değişmektedir. "Rock Mass Ratıng"' e (Bieniavvski) göre kaya kalitesi sınıflaması

yapıldığında 20 ile 55 arası değerler elde edilmektedir.

Güzergahtaki yeraltı su seviyesi topografik yapıya bağlı olarak Taksim ve 4. Levent bölgeleri

hariç yüzeyden itibaren 10 m. derindedir. Taksim ve 4. Levent' te s eviye daha düşüktür. Ancak

tünellerde su geliri oldukça azdır; su geliri kendisine nemlilik, sızma veya damlama ş eklinde

göstermektedir.

Metro güzergahındaki kazılar sırasında rastlanan kayaçlarm kaya mekaniği özellikleri izleyen

sayfadaki 10 No.lu çizelgede gösterilmiştir.

28

4. JEOTEKNİK ÖLÇÜMLER

4.1.Ölçüm Türleri

İstanbul Metrosu 1. Aşama, 1. ve 2. Kısım İşleri kapsamında yapılmakta olan ölçümleri

istasyonlar ve tüneller için olmak üzere iki gruptan oluşmaktadır.

4.1.1. Tüneller için yapılan ölçümler

Çubuk ekstansometreler

Tünel içi konverjans ölçümleri

Tünel içi opto-trigonometrik ölçümler

Yüzey ve bina oturma ölçümleri

İnklinometreler

Kaya bulonu yük hücreleri

Basınç hücreleri

4.1.2. İstasyonlar İçin Yapılan Ölçümler

İnklinometreler

Yüzey ve bina oturma ölçümleri

Duvarların optik ölçümleri

Ankraj yük hücreleri

4.2. Çubuk Ekstansometreler

Bir sondaj kuyusu içine Zeminin düşey hareketini gözlemek iç;^ yerleştirilmektedirler.

Genelde üç kademeden oluşurlar. En az kademesi tünel tavanının en çok 2 m. üzerine gelecek

şekilde kuyuya indirilir. Diğer kademelerin yeri jeolojik yapıya gere belirlenir. Kademe sayısı

gerektiğinde arttırılabilir veya azaltılabilir. Ölçümler yeryüzünde monte edilen ekstansometre

kafasından alınır.

Ölçümlerin yerleri ve süreleri aşağıda gösterilmiştir:

Tünel-aynası ölçüm noktasına min. 30 m. kala ilk ölçüm yapılır.

Tünel aynası ölçüm kesitine 10 m. kalıncaya kadar, iki günde bir ölçüm yapılır.

Tünel aynası ölçüm kesitini 10 m. geçinceye kadar, her gün ölçüm yapılır.

Tünel aynası ölçüm kesitini 30 m. geçinceye kadar, iki günde bir ölçüm yapılır.

Daha sonra deformasyon durumuna göre ölçümlerin alınıp alınmamasına karar verilir.

4.3.Tünel İçi Konverjans ve Opto-Trigonometrik Ölçümler

29

Konverjans ölçümleri 0.01 mm. hassasiyeti! şerit ekstansometreler vasıtasıyla tünel tavanı ve

duvarlarının relatif hareketlerini gözlemek amacıyla; Opto-trigonometrik ölçümler ise, duvarların

mutlak hareketlerini yatayda ve düşeyde ölçmek için yapılmaktadırlar

Her iki ölçüm cinsi de bir adeti tavanda ve ikişer adedi yan duvarlarda olmak üzere toplam

beş adet toplama bulonu kullanılarak gerçekleştirilmektedir. Tünellerde ortalama her yirmi beş

metrede bir ölçüm kesitleri oluşturulmaktadır.

Konverjans ve opto-trigonomertik .ölçümlerin sıklığı aşağıdaki gibidir:

a.Kazı işlemi .tamamlanır tamamlanmaz toplama bulonları yerleştirilir ve püskürtme betonu

prizi aldıktan sonra ilk ölçümler alınır.

b.Tünel aynası ölçüm kesitini 10 m. geçinceye kadar, her gün ölçüm yapılır..

c.Tünel aynası ölçüm kesitini 30 m. geçinceye kadar, iki günde bir ölçüm alınır.

30 m.'den sonra ölçümlerin alınması deformasyonlara bağlıdır.

4.4.Yüzey ve Bina Oturma Ölçümleri

Yüzeye ve binalara çakılan bulonlar vasıtasıyla oturmalar ölçülür. Bu iş için yüzeyde

tünellerin eksenlerine dik olacak şekilde ortalama her.25 m.'de bir ölçüm kesitleri oluşturulur.

Burada da ölçüm sıklığı çubuk ekstansometrede olduğu gibi tünel aynasının ölçüm kesitine

göre belirlenir. Ancak istasyon bölgelerindeki oturmalar kritik durumuna göre her gün yada

birkaç günde bir alınmaktadır.

4.5. Ankraj Yük Hücreleri

Bunlar, ankrajlardaki gerilme kuvvetlerinin değişimlerini gözlemek amacıyla ankraj

kafalarına yerleştirilen, bir manometreye bağlı içi yağ dolu silindirik cihazlardır. Her hücre

yerleştirilmeden önce laboratuarda test ve kalibre edilir. Yerleştirildikten sonra okumalar günlük

olarak alınmaktadır.

4.6. İstasyon Duvarlarında Optik Ölçümler

Birincil destekleme işlemi bitmiş duvarların deplasmanlarını takip etmek amacıyla ölçümler

alınmaktadır. Ölçümler sabit bir noktadan mesafe ve açı ölçülerek gerçekleşmektedir. Ölçümler

deplasmanların boyutlarına göre günlük veya birkaç

günde bir alınmaktadır.

4.7. Kaya Bulonu Yük Hücreleri

Kaya bulonlarında ki gerilmelerin değişikliklerini izlemek amacıyla kullanılmaktadırlar. Ana

prensip, ankrajlardaki yük hücrelerindeki gibidir. Ancak kaya bulonlarına uygulanan ön germe

kuvveti daha az olduğu için yük hücrelerinin boyutları daha küçüktür.

Ölçüm sıklıkları konverjans ve opto - trigonometrikte olduğu gibi ölçüm yeri ile tünel aynası

arasındaki mesafeye bakılarak ayarlanır.

30

4.8. Hidrolik Basınç Hücreleri

Püskürtme betonuna gelen radyal ve teğetsel gerilmeleri izlemek amacıyla

yerleştirilmektedirler. Ölçümler ölçüm yeri ile tünel aynası arasındaki mesafeye göre

alınmaktadır.

4.9. ÖLÇÜMLERİN DEĞERLENDİRİLMESİ

Tünellerin kazılması sırasında, her kazı evresinde tünel aynası incelenmekte ve burada

gözlenen mühendislik jeolojisi özellikleri "Yer altı kazısı Jeoteknik bilgi" formuna işlenmektedir.

Ayrıca her tünelin perimetri haritaları ve boy kesitleri çıkarılmakta ve saptanan tüm mühendislik

jeolojisi parametreleri çizelgeler halinde bu haritalara ve kesitlere işlenmektedir.

Güzergahta yapılması gereken tüm jeoteknik ölçümler ölçüm aletleri ve bunların

karakteristikleri belirtilerek proje paftalarında gösterilmiştir. Ancak gereğinde bu paftalarda

belirtilen ölçümlere ek ölçümler de yapılmaktadır.

Çubuk ekstansometre, konverjans, opto-trigonometrik, yüzey ve bina oturma ölçümleri ile

elde edilen deplasmanlar" GAM" adı bir bilgisayar programı yardımıyla, grafikler halinde tünel

ilerlemelerine bağlı olarak sunulabilmektedir. Aynı program vasıtasıyla yük hücrelerindeki

gerilim artmaları yada kayıpları KN cinsinden grafiklerle gösterilmektedir. Yine aynı program

yardımıyla püskürtme betonundaki teğetsel ve radyal gerilmeler de grafiklerden izlenebilmektedir

6.PROJE KARAKTERİSTİKLERİ

Ortalama ticari hız 40 km/h

En yüksek hız 90 km/h

Tren aralıkları 120 saniye (normal işletmede)

Tren aralıkları 90 saniye (sinyal ve enerji sistemi dizayn kriterleri)

Maksimum yolcu kapasitesi bir yönde bir saatte 70.000 yolcu

Günde 20 saat işletmede 1.400.000 yolcu bir yönde.

6.1METRO ARAÇLARI

1.Aşama için temin edilecek araç sayısı 60 adet vagon veya 15 adet 4 vagonlu katar.

2.Aşama için temin edilecek araç 108 adet vagon veya 4 vagonlu 27 adet katar.

En küçük tren dizisi, dört adet vagonun ABBA şeklinde dizilişiyle elde edilecektir. (A tipi

sürücü kabinli B tipi sürücü kabinsiz vagondur.)

4 vagonlu trenin normal yolcu kapasitesi yaklaşık 1250 kişidir.

Metro araçları gövdesinin paslanmaz çelik veya alüminyum alaşımı saclardan

kaynak suretiyle imalatı istenmektedir.

Normal işletmede araç ivmesi 1.0 m/s2.dir.

31

İşletme fren ivmesi 1.0 m/ 2s , ani fren ivmesi 1.4 m/ 2s .dir.

Hızlanma ve frende müsaade edilen en büyük sarsıntı ivmesi 1.1 m/ 2s .dir.

En büyük hız 90 km/h.dır.

Araçlarda sürücü kabin sinyalizasyonu ve buna ait tren teçhizatı bulunacaktır. Sürücü her an

yolun durumu ve yolcu yüküne göre yapabileceği en fazla hızı görüp kontrol edebilecek ve trenler

sürücü müdahalesi olmadan otomatik olarak işitebilecektir. Sürücü bu durumda sadece

istasyonlarda yolcuların inip binmesini kontrol edecektir.