Comparison of Suitability of Submerged Tunnel and Shield Tunnel for Subsea Passage ofBosphorus

Abstract

The construction of a sub-sea tunnel at Boğaz Bosphorus has been planned as a submerged funnel If this tunnel is constructed as a submerged tunnel it will be the deepest one in the world and it has many teehnologicall challenging problems. Besides environmental concerns, the adverse geotechnical conditions near Sirkeci on the European side might present severe stability problems under both static and dynamic loading conditions,, The author has presented an overall view of geology, geotechnical and environmental conditions and seismicity of the construction area,, Particularly, it is emphasized, out that the liquefaction of ground in the construction site during an earthquake greater than magnitude 6 may be a big concern for the tunnel It is pointed out that the presently planned submerged tunnel is not suitable in view of its seismic stability, geotechnical conditions, constructional difficulties, environmental problems and disruptions of both national and- international sea traffics,. Furthermore, the suitability of shield tunnelling as an alternative is discussed ana* compared with that of the submerged tunnel If the sub-sea tunnel is constructed along the planned alignment, it will be better to locate the tunnel in ground, which is more resistant against liquefaction. Under such situation, the overburden of tunnel from sea-bottom will be 2D or greater.. Since it is not possible to construct submerged, tunnels with such overburden, the shield tunnel should be the best option unless the route and the type of construction is changed...

Keywords

• Bosphorus, shield' tunnel, model test, shaking table, liquefaction, submerged tunnel

Istanbul Boğazı Denizaltı Geçişi için Tip Tünel île Kalkan Tünelin Uygunluğunun Karşılaştırılması

Abstract

İstanbul Boğanında batırma tipi bir'tüp tünelin inşası planlanmaktadır. İnşa edilmesi halinde bu. tünel, dünyanın en derin batırma tipi tüneli olacak ve teknolojik açıdan karşılaşılacak 'bir çok problemin çözülmesini gerektirecektir,. Çevre sorunlarının yanısıra,, statik ve dinamik, yükler altında tünelin Avrupa, yakasındaki Sirkeci yakınlarında çok ciddi duraylılık sorunlarının yaşanması beklenmektedir., Bu yazıda,, önce tünelin, inşa edileceği bölgedeki jeolojik, ve jeoteknik özellikler1 ile çevresel ve sismik koşullar' özetlemiş, daha. sonra inşaat: alanı, yakınlarında oluşabilecek ve 'büyüklüğü 6"yı geçen depremlerde zeminin sıvılaşma olasılığının oldukça yüksek olacağı üzerinde durulmuştur. Değerlendirmeler, planlanan batırma tipi tüp tünelin jeolojik, jeoteknik, çevre, inşaat, sismik ve deniz trafiği, gibi faktörler açısından pek uygun olmadığını göstermektedir. Buna alternatif bir seçenek olarak, kalkan tipi tünelin, daha uygpn olup olmayacağı tanşılmış ve batırma tipi tüp tünel ile karşüaştınlmıştır. Öngörülen tüne:! hattı değiştirilmediği sürece, tünelin sıvılaşmaya karşı, dirençli daha derindeki zeminde inşa edilmesi daha uygun olacaktır. Bu durumda tünelin deniz tabanından itibaren örtü tabakasının kalınlığının en az tünel yüksekliğinin iki katı olacak, şekilde: inşa. edilmesi gerekmektedir. Bu tür- bir derinlikte batırma tipi bir tünelin inşası mümkün olamayacağına göre, tünelin bugünkü güzergahı değiştirilmediği sürece kalkan tünelin inşası en iyi çözüm şekli olacağına kuşku yoktur..

Keywords

• İstanbul Boğazı, kalkan tünel, model deney, sarsma masası, sıvılaşma, tüp tünel

References

1. Aydan, O.., 1997, Seismic characteristics of Turkish earthquakes.. Turkish. Earthquake: Foundation, TDV/m: 97~G07;), 41 pp.
2. Aydan» Ö., 2000.. GPS ölçümlerine dayanılarak Türkiye'nin, yıllık birini deformasyon ve gerilim hızı dağılımı üzerine bir çalışma. Yerbilimleri 22,21-31.
3. Aydan, Ö., and Kumsar, EL,, 1997. Yeni bir sıvılaşma tahmin yöntemi ve uygulamaları. İzmir ve Çevresinin Jeoteknik Sorunları Sempozyumu, İzmir, Bildiri Özleri Kitabı.
4. Aydan, Ö., Sezaki, M., and Yarar, R.t 1996., The seismic characteristics of Turkish Earthquakes. 11th. World Conference on Earthquake Engineering., Acapulco, Mexico, 1-8.
5. Aydan, ö., Ulusay, R., Kumsar, HL, Sönmez, H., and Tuncay, E.., 1998,. A. site investigation of Adana-Ceyhan Earthquake of June 27, 1998. Turkish Earthquake Foundation, TDV/DR 006- 30, 131pp.
6. Aydan, G.., Ulusay, R,, Hasgür, Z., and Taşkın, B., 1999., A site investigation, of Kocaeli Earthquake of August 17, 1999. Turkish Earthquake Foundation, 180pp.
7. Barka, A,A.,, 1997.. Neotectonics of the Marmara region., Active: Tectonics of the Nortwestern Anatolia- The Marmara Poly-Project, 55-87.
8. EJR (East Japan Railway), 1994.. Railway Construction, Design and Planning Manual. Gençoglu, S., înan, Ï. ve Güler, H., 1991. Türkiye'nin deprem tehlikesi., Türkiye Jeofizik Mühendisleri. Odası» Ankara.

9. Kamada, M., 2000. Kişisel görüşme., Waseda Üniversitesi, İnşaat. Mühendisliği Bölümü,,, Tokyo, Japonya, MTA» 1973. Geologic and. neotectonic map of Marmara Region.
10. Öztürk, H., 1999., Beykoz (İstanbul-Türkiye) civarının jeolojisi ve İstanbul Boğazı'nın gelişimine bir yaklaşım... İstanbul Üniversitesi Yerbilimleri Dergisi,, Sayı 10.
11. Tezcan, S.S.,1996. Probability analysis of earthquake magnitudes. Turkish Earthquake Foundation, TDV/TR 96-001.
12. Tezcan., S.S.,1999. Comparative study on the 3rd Bosphorus crossing : Submerged 'tunnel or suspension bridge. Intnl.. Workshop on Strait Crossing, Oslo, 57-73..
13. Tezcan, S.S. ve Bal,, I.E., 200i. Tüp geçitin. yeri ve sakıncaları.. İnşaat Dünyası, No:213, 10.2-107 veNo:214, 100-106.
14. Ulusay, R.., Aydan, Ö., Kumsar, EL, and Sönmez, H., 2000. Engineering geological characteristics of the 1998 Adana-Ceyhan earthquake with particular emphasis on liquéfaction phenomena and. the role of soil behaviour. Bull.Engineering Geology and the Environment, 59(2), 99-118.