Çamlıca Tepesi Ulaşım Tünellerinin Yapım Aşamalarında Karşılaşılan Sorunların Değerlendirilmesi

Yıl 2018, Cilt: 42 Sayı: 1, 49 - 76, 15.06.2018

Feyat Taz Ömer Ündül Hasan Denek

https://doi.org/10.24232/jmd.434139

Öz

Nüfusu hızla artan İstanbul’da, ulaşımdaki aksamaların en aza indirilmesi için metro ve tünel gibi yeraltı yapıları

inşa edilmektedir. Çamlıca Tepesi Ulaşım Tünelleri, Çamlıca Cami’ne karayolu ulaşımını sağlamak amacıyla inşa

edilmektedir. Tüneller, İstanbul Paleozoyik istifinde yer alan Kurtköy, Aydos ve Gözdağ Formasyonları ile bu

birimlere sokulum yapan Kretase yaşlı dayklar içerisinde açılmaktadır. Bu çalışma kapsamında, Çamlıca Tepesi

Ulaşım Tünellerine ait T2 Tüneli (km:0+795-1+066) ile Yaklaşım Tünelindeki (km:0+275-0+308) kazı ve destek

çalışmaları ve meydana gelen jeo-mühendislik sorunlar, sayısal analizler ile birlikte değerlendirilmiştir. Tünel

çalışmaları sırasında, özellikle kazı ve destek sistemlerinin yer yer yetersizliği nedeniyle ilave iyileştirme çalışmaları

yapılmış ve buna rağmen yeterli duraylılık koşullarının sağlanamadığı bölgeler ile karşılaşılmıştır. Tünel çalışmaları

sırasında genel olarak aşırı sökülme, tünel içerisine doğru gelişen deformasyonlar ve su sızıntıları jeo-mühendislik

sorunlar olarak belirlenmiştir. Tünel ilerleme hızına ve maliyetine etki eden bu sorunların değerlendirilmesinde

bölgenin genel jeolojik özellikleri, tünel kazısı sırasında karşılaşılan birimlerin malzeme özellikleri, kaya kütle

özellikleri, kazı ve destek uygulamaları ile güncel tünel içi gözlemler birlikte ele alınmıştır. Çalışma kapsamında

elde edilen kaya malzemesi ve kaya kütle parametreleri, Hoek-Brown yenilme ölçütünü ve sonlu elemanlar

yöntemini esas alan iki boyutlu sayısal analiz yardımlarıyla (Rocscience © Phase 2D) değerlendirilmiştir. Tünelin

incelenen kesimleri için hazırlanan jeolojik en kesit modelleri sayısal olarak analiz edilmiş, elastik-plastik zon

sınırları ve kalınlıkları belirlenmiş, yukarıda ifade edilen sorunlara neden olan jeolojik sınır koşulların tariflenmesine

çalışılmıştır. Laboratuvar verileri, tünel içindeki gözlemler ve sayısal analizlerin birlikte değerlendirilmesi ile ortasık

eklemli killi kumtaşı ve arkozik kumtaşından oluşan ileri derecede ve tamamen ayrışmış (V-VI) seviyeler ile

özellikle zayıf zonların (makaslama, fay vb.) bulunduğu kaya ortamı, aşırı sökülme potansiyelinin en yüksek olduğu

alanlar olarak belirlenmiştir. Bunun yanında, az-orta çatlaklı, az-orta derecede (II-III) ayrışmanın gözlendiği, yapısal

unsurların (fay, makaslama zonu gibi) olmadığı arkozik kumtaşı ve kuvars arenit kaya ortamlarında ise aşırı sökülme

potansiyelinin düşük olduğu ortaya konmuştur.

Anahtar Kelimeler

Çamlıca Tepesi Ulaşım Tünelleri, İstanbul Paleozoyik istifi, jeo-mühendislik özellikler, sayısal modelleme

Kaynakça

• Abdüsselamoğlu, Ş., 1963, İstanbul Boğazı doğusunda mostra veren paleozoyik arazide stratigrafik ve paleontolojik yeni müşahedeler, İstanbul Teknik Üniversitesi, Maden Fakültesi, İstanbul. Albayrak, Z., 1994, Göçüklerin enjeksiyonla onarımı demiryolu tünellerindeki problemlerin enjeksiyonla onarımı, Ulaşımda yeraltı kazıları I. sempozyumu, 211-228. Aydan, Ö., Dalgıç, S., 1998, Prediction of deformation behaviour of 3 lanes Bolu tunnels through squeezing rocks of North Anotolian Fault Zone (NAFZ), Reg. Symp. on Sedimentary Rock Engineering, Taipei, 228–233. Aydan, Ö., Ulusay, R., Kawamoto, T., 1997, Assessment of rock mass strength for underground excavations, Proceedings of the 36th US rock mechanics symposium, 777–786. Aydan, Ö., 2000, Fay çiziklerinden yerkabuğuna etkiyen gerilmelerin saptanması için yeni bir yöntem ve uygulaması, Hacettepe Üniversitesi Yerbilimleri Uygulama ve Araştırma Merkezi Bülteni, 22, 223-236. Aysal N., Keskin M., Peytcheva I., Duru O., Akgündüz S., 2015, Geochronology, Geochemistry and Isotope Systematics of a Mafic-Intermediate Dyke Complex in the İstanbul Zone, Northern Turkey, Goldschmidt 2015, Prag, Çek Cumhuriyeti., 16-21, 155-155. Altınlı, E., 1954, Çamlıcalar şariyajlı mıdır?, Fen Fakültesi Mecmuası Seri B, 19 (3), 213-222. Barton, N., 1995, The influence of joint properties in modelling jointed rock masses, Keynote Lecture, 8th ISRM Congress, vol 3. Balkema, Rotterdam, Tokyo, 1023–1032. Baykal, F., ve Kaya, O., 1965, İstanbul Silüriyeni hakkında, Maden Tetkik ve Arama Enstitüsü Türkiye Bülteni, 64, 1-8. Bieniawski, Z.T., 1973, Engineering classification of jointed rock masses, Trans. S. Afr. Inst. Civ. Eng. 15 (12), 335–344. Bilgin, N., Çopur, H., Balci, C., Tumac, D. 2008. “The selection of a TBM using full scale laboratory tests and comparison of measured and predicted performance values in Istanbul Kozyatagi-Kadikoy metro tunnels”. World Tunnel Congress 2008 Proceedings Book, 1509-1516. Bilgin, N., 2016. An appraisal of TBM performances in Turkey in difficult ground conditions and some recommendations. Tunnelling and Underground Space Technology, 57, 265-276. Çamlıca Tepesi Ulaşım Tünelleri Jeolojik ve Jeoteknik Raporu, 2016. Dalgıç, S., 2000, The influence of weak rocks on excavation and support of the Beykoz Tunnel, Turkey. Engineering Geology 58, 137-148. Dalgıç, S., 2002, A comparison of predicted and actual tunnel behavior in the Istanbul Metro, Turkey. Engineering Geology, 63, 69-82. Dalgıç, S., 2003, Tunneling in fault zones, Tuzla tunnel, Turkey, Tunnelling and Undetground Space Technology, 18, 453-465. Eriş, İ., ve Vardar, M., 1994, İstanbul Metrosu Taksim-4.Levent Güzergâhı Temel Kayaçlarının Jeomekanik Özellikleri ve Duraylılık Sorunu, Ulaşımda Yeraltı Kazıları I. Sempozyumu, 1-3 Aralık 1994, İstanbul: TMMOB Maden Mühendisleri Odası, 163-178. Geniş, M., Başarır, H., Özarslan, A., Bilir, E., Balaban, E., 2007, Engineering geological appraisal of the rock masses and preliminary support design, Dorukhan Tunnel, Zonguldak, Turkey, Engineering Geology, 92, 14-26. Gürocak, Z., 2011, Analyses of stability and support design for a diversion tunnel at The Kapikaya Dam Site, Turkey, Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 70, 41-52. Hoek, E., 1983, Strength of jointed rock masses, 23rd Rankine Lecture. Géotechnique 33(3), 187-223. Hoek, E., 2012, Blast damage factor D, Technical Note for RocNews. Hoek, E., Brown, E.T., 1980, Underground Excavations in Rock. Inst. Min. Metall., London, 527. Hoek, E., Carranza-Torres, C., Corkum, B., 2002, Hoek-Brown failure criterion-2002 Edition. Hoek, E., Marinos, P. and Benissi, M., 1998, Applicability of the Geological Strength Index (GSI) classification for very weak and sheared rock masses. The case of the Athens Schist Formation. Bull. Engg. Geol. Env. 57(2), 151-160. Hoek, E., ve Diederichs, M.S., 2006, Empirical estimation of rock mass modulus, International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, 43, 203-215. International Society for Rock Mechanics (ISRM), 1981, In: Brown, E.T. (Ed.), Rock characterization testing and monitoring-ISRM suggested methods, New York, Pergamon. International Society for Rock Mechanics (ISRM), 2007, The Complete ISRM suggested methods for rock characterization, Testing and Monitoring Kozan, Ankara. Kalamaris, G.S., Bieniawski, Z.T., 1995, A rock mass strength concept for coal incorporating the effect of time, Proc. of 8th Int. Cong. Rock Mechanics. ISRM, 1. Balkema, Rotterdam, 295–302. Kaya, O., 1978, İstanbul ordovisyeni ve silüriyeni, Hacettepe Üniversitesi Yerbilimleri Enstitüsü, 4, 1-22. Ketin, İ., 1958, Çamlıca bölgesinin tektoniği hakkında, Türkiye Jeoloji Kurumu Bülteni, 7, 10-18. Lom, N., Ülgen, S.C., Sakinç, M., Şengör, A.M.C., 2016, Geology and stratigraphy of Istanbul region, Geodiversitas, 38 (2), 175-195. Mahmutoğlu, Y., 2011, Surface subsidence induced by twin subway tunnelling in soft ground conditions in İstanbul, Bull. Eng. Geo. Environ., 70, 115-131. Marinos, P., Hoek, E., 2000, GSI: a geologically friendly tool for rock mass strength estimation, In: Proceedings of the GeoEng2000 at the international conference on geotechnical and geological engineering, Melbourne, Technomic Publishers, Lancaster, 1422–1446. McCallien, W.J., Ketin, İ., 1947, The Structure of Çamlıca, Western Asia Minor, Near Istanbul, Annales de I’Université d’Ankara, 1, 209-226. Önalan, M., 1981, İstanbul Ordovisiyen ve Silüriyen istifinin çökelme ortamları, Yerbilimleri Dergisi, İstanbul Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, 161-177. Önalan, M., 1982, Pendik bölgesi ile adaların jeolojisi ve sedimenter özellikleri, İstanbul Üniversitesi Yerbilimleri Fakültesi, Doçentlik Tezi, 156s. ÖNORM B 2203, 1994, Untertagebauarbeiten Werkvertragsnorm, Avusturya. Özgül, N., 2011, Stratigraphy and some structural features of the İstanbul palaeozoic, Turkish Journal of Earth Sciences, 21, 817-866. Özsan, A., Başarır, H., Yücel, S., Cücen, Ö., 2009, Engineering geological evaluation and preliminary support design for the metro extension tunnel, Ankara, Bulletin of Engineering Geology and The Environment, 68, 397-408. Palmström, A., Singh, R., 2001, The deformation modulus of rock masses-comparisons between in situ tests and indirect estimates, Tunn. Undergr. Space Technol. 16, 115–131. Ramamurthy, T., 1986, Stability of rock mass, 8th Annual Lecture. Indian Geotech. J., 1–74. Rocscience, 2011, Phase 2D User’s Guide, Rcoscience Inc., Toronto, Canada. Rocscience, 2013, Dips User’s Guide, Rcoscience Inc., Toronto, Canada. Sheorey, P.R., 1997, Empirical Rock Failure Criteria, Balkema, Rotterdam, 176. Sönmez, H., Gökçeoğlu, C., Nefeslioğlu, H.A., Kayabaşı, A., 2006, Estimation of rock modulus: for intact rocks with an artificial neural network and for rock masses with a new empirical equation, Int. J. Rock Mech. Min. Sci. 43, 224–235. Taz, F., 2016, Çamlıca Tepesi Ulaşım Tünellerinin yapım aşamalarında karşılaşılan sorunların jeo-mühendislik açıdan değerlendirilmesi, İstanbul Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi. Tuncay, E., Ulusay, R., Watanabe, H., Tano, H., Aydan, Ö., Yüzer, E., 2002, Akustik emisyon (AE) tekniği: 2-AE tekniğiyle Türkiye’de arazi gerilmelerinin belirlenmesi konusunda bir ön inceleme, Hacettepe Üniversitesi Yerbilimleri Uygulama ve Araştırma Merkezi Bülteni, 25, 83-98. Tüysüz, O., Aksay, A., ve Yiğitbaş, E., 2004, Batı Karadeniz bölgesi litostratigrafi birimleri, Maden tetkik ve arama genel müdürlüğü. Varol, A., ve Dalgıç, S., 2006, Grouting applications in the Istanbul Metro, Turkey, Tunnelling and Underground Space Technology, 21, 602-612. Volkmann, G., ve Schubert, W., 2005, The use of horizontal inclinometers for the optimization of the rock mass - support interaction, Underground Space Use: Analysis of the Past and Lessons for the F ture, Proceedings of the 31st ITA-AITES World Tunnel Congress, İstanbul. Yılmaz, Ö., Çınar, M., Özdemir, T., ve Varol, A., 1994, İstanbul metrosu tünel kazı çalışmalarında yaşanan problemler ve çözümleri, Ulaşımda yeraltı kazıları I. sempozyumu, 93-112.