BLASTING DESIGN AND VIBRATION MODELLING IN URBAN TUNNEL EXCAVATIONS

Abstract

Today, tunnels constructions designed to relieve inner city transportation and tunnel excavation methods determined by the length of the tunnel, the geological units through the tunnel route, etc. The New Austrian Tunneling (NATM) method has been applied in Konak Tunnels, which is opened as a double tube in a length of approximately 1645 m. The tunnel route starts from the entrance of Yeşildere Caddesi and after the 2nd Kadriye neighborhood, 1st Kadriye district, Namık Kemal district and then between Education Dental Hospital and Etnography Museum End. In this study, preliminary Blasting design was carried out in İzmir Konak tunnels with an approach that allowed the technical results to remain at economical and safe limits during the explosive excavation, minimizing environmental problems such as vibration and air pollution caused by detonation

Keywords

• Tunnel Excavation, Blasting Design, Vibration, Modelling,

ŞEHİR İÇİ TÜNEL İNŞAATLARINDAKİ KAZILARDA PATLATMA TASARIMI VE TİTREŞİM MODELLEMESİ

Abstract

Günümüzde şehir içi ulaşımı rahatlatmaya yönelik yapılan tünel inşaatlarındaki kazı yöntemleri, tünelin uzunluğu, tünel güzergâhının geçtiği jeolojik birimler…vb. parametrelere göre belirlenmektedir. Çift tüp olarak yaklaşık 1645 m uzunlukta açılan Konak Tünellerinde Yeni Avusturya Tünel Açma (NATM) yöntemi uygulanmış olup, tünel güzergahı Yeşildere caddesi girişinden itibaren başlayıp, 2. Kadriye mahallesi, 1. Kadriye mahallesini takiben Namık Kemal mahallesinden sonra Eğitim Diş Hastanesi ile Etnoğrafya Müzesi arasında son bulmaktadır. Bu çalışmada, İzmir Konak tünelleri inşaatında, patlatmalı kazı sırasında arzu edilen teknik sonuçların ekonomik ve emniyetli limitlerde kalması, patlatmadan kaynaklanan titreşim ve hava şoku gibi çevresel problemlerin en aza indirilmesine izin veren bir yaklaşımla patlatma ön tasarımı yapılmıştır

Keywords

• Tünel Kazısı, Patlatma Tasarımı, Titreşim, Modelleme,

References

1. Bollinger, G.A. 1971. Blast Vibration Analysis. Southern Illinois University Press: 132, Carbondale and Edwardsville, DOI: 10.1093/gji/ 63.3.799a
2. Siskind, D.E., Stagg, M.S., Kopp, J.W., Structure response and damage produced by ground vibrations from surface mine blasting. USBM RI 8507: 77, Boston. 1980.
3. Anderson, D.A., Winzer, S.R., Ritter, A.P. 1982. Blast design for optimizing fragmentation while controlling frequency of ground vibration. Proceedings of the 8th Conference on Explosives and Blasting Technique. Proceeding Book: 69–89 1982, New Orleans.
4. Dowding, C.H. 1985. Blast Vibration Monitoring and Control. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ. 297,
5. Siskind, D.E., Crum, S.V., Otterness, R.E., Kopp, J.W. 1989. Comparative study of blasting vibrations from Indiana surface coal mine. USBM RI 9226: 41, Boston.
6. Anderson, Douglas, 1993. Blast monitoring: regulations, methods and control techniques. Compre- hensive Rock Engineering, Vol. 4, pp. 95-110. Editor-in-Chief John Hudson. Pergamon Press Ltd. DOI: 10.1016/B978-0-08-042067- 7.50011-8
7. Persson, P.A., Holmberg, R., Lee, J. 1994. Rock Blasting and Explosives Engineering. CRC Press, Inc.:367, New York. ISBN 9780849389788
8. Muller, B. 1997. Adapting blasting technologies to the characteristics of rock masses in order to improve blasting results and reduce blasting vibrations. Fragblast 1: 361–378.DOI: 13855149709408403 10.1080/

9. Muller, B., Hohlfeld, T.h. 1997. New possibility of reducing blasting vibrations with an improved prognosis. Fragblast 1: 379–392.
10. Hoshino, T., Mogi, G., Shaoquan, K. 2000. Optimum delay interval design in delay blasting. Fragblast – International Journal of Blasting and Fragmentation 4:139–148.
11. Siskind, D.E. 2000. Vibrations from Blasting. International Society of Explosives Engineers: 120 pages, New York.
12. Chen, G., Huang, S. 2001. Analysis of ground vibrations caused by open pit production blasts: a case study. Fragblast-International Journal of Blasting and Fragmentation 5 (1), 91-107.
13. DOI: 10.1076/frag.5.1.91.3316
14. Tripathy, G. and Gupta, I.D. 2002. Prediction of ground vibrations due to construction blasts in different types of rock. Rock Mechanics and Rock Engineering 35 (3): 195–204. DOI:10.1016/j.jrmge.2015.10.007
15. Adhikari, G.R., Theresraj, A.I., Venkatesh, S., Balachander, R., Gupta, vibration due to blasting in limestone quarries. Fragblast – International Journal of Blasting and Fragmentation 8 (2): 85–94. DOI:10.1080/1385514041233133 6160 Ground
16. Kahriman, A., İşlek, A., Erol, A.K., Sefer, İ., (2008), İstanbul Sarıyer- Çayırbaşı Karayolu Tünel İnşaatı Patlatmalı Kazı Ön Tasarımı, T.C. Okan Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi
17. Şengör, A.M.C., (1984) The Cimmeride orogenic system and the tectonics of Eurasia Geol. Soc. Am. Spec. Paper , No 195 82 pp
18. Okay, A.I., Tüysüz O. (1999) Tethyan sutures of northern Turkey İTÜ Eurasian Institute of Earth Sciences And Maden Faculty Geological Department
19. Okay, A.I Satır M., Maluski, H. Siyako, M., Monie, P., Metzger, R. and Akyüz S. (1996) Palen- and Neo-Tethyan events in northwest Turkey Geological and geochroindiogical constraints. In: A Yin and M Harrison (Eds), Tectonics ol Asia. Cambridge University Press: 420-441
20. Özer, S., İrtem, O, (1982), Işıklar- Altındağ (Bornova-İzmir) alanı Üst Kretase kireçtaşlarının jeolojik konumu, stratigrafisi ve fasiyes özellikleri, Türkiye Jeoloji Bülteni, 25/1, 41-47.
21. Erdoğan, B. (1990). İzmir-Ankara Zonu’nun İzmir ile Seferihisar Arasındaki Bölgede Stratigrafik Özellikleri ve Tektonik Evrimi: TPJP Bülteni. c. 2/1-Aralık, 1990. s.1-20.
22. Gürler, M., (2015), “İzmir Metropol Alanında Kayasının Jeofizik Çalışmalarla Araştırılması”, D.E.Ü. FBE Doktora Tezi
23. Uzel, B., Sözbilir, H., Özkaymak, Ç., Kaymakçı, N., ve Langeris, C. G., 2012. İzmir Körfezi’nin Jeolojik Evrimi, Batı Anadolu. Ali Koçyiğit Çalıştayı Bildiri Özleri Kitapçığı s. 30. 25-26 Haziran ODTÜ Jeoloji Mühendisliği Bölümü, Ankara.
24. Konak Tüneli ve Bağlantı Yolu Tünel Jeolojik-Jeoteknik Etüt Raporu (2012)
25. Ak, H., İphar, M., Yavuz, M. and Konuk, A. (2009), Evaluation of ground vibration effect of blasting operations in a magnesite mine. Soil Dynamics and Earthquake Engineering. Vol.29, 669-676. DOI:10.1016/j.soildyn.2008.07.00 3
26. Zhang,Y.H., Lin,J.H., Willams,F.W., Li, Q.S. (2006), Wave passage effect of seismic ground motions on the response of multiply supported structures, Struct. Eng. Mech., 20(6), 655
27. W.M. Ewing, W.S. Jardetzky, F. Press. Elastic waves in layered media. Mc Graw-Hill Book Co. New York. 1957.
28. Constantopoulos, I.V., Wessem, V.Y. and Verbrugge, J.C. (2012), Vertical response spectra for an impact on ground surface, Eartq. Struct. 3 (3-4), 435-455. DOI:10.12989/eas.2012.3.3_4.435
29. Mahmoud,S. (2014), Blast load inducedresponse and the associated damage of buildings considering SSI, Earthq. Struct., 7(3), 231-252, 10.12989/eas.2014.7.3.349
30. Öncü, M.E., Yon,B., Akkoyun,O.and Taskıran,T. (2015), Investigation of blast-induced ground vibration effects on rural buildings, Struct. Eng. Mech., 54(3), 545 DOI:10.12989/sem.2015.54.3.545
31. Xuelong L., Enyuan W., Zhonghui L., Xiaofei B., Liang C., Junjun F., Nan L., (2016), Blasting wave pattern recognition based on Hilbert-Huang Geomechanics and Engineering, Vol. 11, No. 5, 607-624 DOI : 10.12989/gae.2016.11.5.607
32. Uyar G.G Babayigit E. (2016), Guided wave formation in coal mines and associated effects to buildings Structural Engineering and Mechanics, Vol. 60, No. 6 (2016) 923-937 DOI: 10.12989/sem.2016.60.6.923
33. Kılıç, A. ve Anıl, M., 2000. Tarsus Ayrımı-Adana-Gaziantep Otoyolu T2 (Ayran) Tünelinde Kaya Sınıflarına Bağlı Kazı ve Tahkimat Uygulamaları, Madencilik Dergisi. Cilt. 39, Sayı. 2, s. 3-10.
34. Dağçimen, A. (2006), Patlatma Tasarımı İçin Geliştirilen Bir Bilgisayar Programı, Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi
35. David E. Siskind, Steven V. Crum, and Matthew N. Plis (1993) RI 9455Blast Vibrations and other Potential Causes of Damage in Homes near a Large Surface Coal Mine in Indiana
36. ÇGYDD, 2005, “2002/49/EC sayılı Çevresel Gürültünün Yönetimi ve Değerlendirilmesi paralel olarak hazırlanmış olan bir yönetmelik”. Direktifine
37. DIN 4150-3, (1999) Structural vibration-Effects of vibration on structures. Deutsches Institut für Normung Number:din 4150-3 Document
38. Aldaş, G.G.U., Ecevitoglu, B. (2007), “Methodology for Minimizing Blast-Induced Vibrations (TPI. 2007/03459)