Yeni Avusturya Tünecilik Metodu

[Mining Engineer]

NATM - YENİ AVUSTURYA TÜNELCİLİK METODU

NATM yani The New Austrian Tunnelling Method olarak mühendislik literatüründe geçen tünel projelerinde delme ve patlatma yöntemini kullanarak yapılan kazı metodudur. Bunun yanı sıra diğer bir yöntem olan TBM (Tunnel Boring Machine) mekanize kazı yöntemi vardır ve bu konuya daha önce forumda değinmiştim isteyenler şu linkten TBM hakkında ki yazıma ulaşabilirler.
Link ;
TBM - Tunnel Boring Machine Nedir?






Bu yazımda da NATM hakkında bilgiler vereceğim.
Prof. L.v. Rabcewicz 1948 yılında patent için başvurduğunda NATM için şu tanımlamayı yapmıştır:" İnce geçici bir destekleme yerleştirmek ve deformasyonlara izin vermek yoluyla kaya basıncının düşürülmesi ve bu basıncın çevreleyen kayaya dağıtılmasıdır. Böylece son destekleme daha az yüklenecek ve sonrasında daha da ince bir yapı halinde son destekleme yerleştirilebilecektir. Deformasyonlar ölçümler ile gözlenmeli ve sonuçlar yapısal analiz ve tasarımı ile birlikte değerlendirilmelidir."

NATM hakkında birçok tanımlama yapılıp yeni tanımlarda eklense de bu yöntemin değişmeyen prensipleri vardır.




NATM Prensipleri ;

1. Tüneli çevreleyen kaya veya zeminin iç dayanımı korunmalı ve mümkün olduğunca maksimuma ulaştırılmalıdır.
   
2. Zeminin veya kayanın tüm dayanımına güvenli şekilde ulaşması için kontrollü deformasyon gerekmektedir. Ancak, dayanım kaybına veya kabul edilmeyecek oturmalara neden olabilecek aşırı deformasyonlar engellenmelidir.
   
3. Bu koşullar sistematik bulonlama, ince - yarı esnek püskürtme beton kaplaması ile sağlanabilir. Ancak hangi destekleme kullanılırsa kullanılsın bu destekleme sistemi tüneli çevreleyen zemin veya kaya kütlesi ile tam temasta olmalı ve onunla birlikte deforme olmalıdır.
   
4. Desteklemenin ve ön püskürtme beton halkasının kapatılma zamanlaması deformasyonların kontrolü açısından büyük önem taşımaktadır.
   
5. İlk destekleme, gereken tüm desteklemenin bir kısmını veya tamamını temsil edebilir. İkincil (son) desteklemenin boyutlandırılması ilk destekleme elemanlarındaki gerilmelerin ve tüneli deformasyonlarının ölçülmesi (gözlenmesi) ile yapılır.
   
6. Yapım sırasında tünelin desteklenmeden bırakılmış kısmının uzunluğu mümkün olduğunca az olmalıdır.
   
7. Projenin tasarım ve yapım aşamalarında bulunan tüm taraflar (projeci, kontrol elemanları, müteahhit elemanları vb.) NATM’nin yaklaşımını ve prensiplerini iyi anlamış olmalılar ve karar verme ve sorun çözülmesi aşamalarında birlikte davranmalıdırlar.

Yeni Avusturya Tünel Açma Yönteminin Uygulanma Biçimi;

Yeni Avusturya Yöntemi; “Tünel” adı altında yer altında 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 yer altı kaya yapısını tanımlamaktadır. Bu tünel açma yönteminde ana ilke; en uygun kazı 32 Mayıs 2015 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.

Bu çalışma sırasında aşağıdaki parametreler ile ikincil deformasyonlar ve gerilmeler kontrol altına alınır ve denetlenir. Parametreler ise sırayla şu şekilde sıralanır ;

• Davranışı önceden bilinen ve tahmin edilen kayanın “ideal yenilme koşulu”(Mohr Zarfı)

1. Yer altı suyunun drenajı,
2. Aşırı örselenmeyi engelleme (patlayıcıdan olabildiğince kaçınma)
3. Gevşemeleri ve sökülmeleri önleme,
4. Zamanı yetirince kısa tutma gibi önlemlerle korunmalıdır.

• Kazı sonrasında oluşan “ikincil gerilme durumu”

1. Gerilme yoğunlaşmalarını engelleyecek (yuvarlatılmış kazı yüzeyleri)
2. Tek eksenli gerilme ortamını yaratmayacak püskürtme beton ve ankraj,
3. Kaya yapısında çekme gerilmeleri oluşmayacak şekilde uygun kesit şekli (ön konsolidasyon) denetlemelidir.

• “İkincil deformasyonlar”

1. Gevşemelere izin vermeyecek kadar küçük,
2. Tünel cidarını plastikleştirecek ve gerilme kemerini dağın içerisine kaydıracak kadar büyük
3. Zamanla sünümlenecek kadar kontrollü tutulmalıdır.

NATM yönteminin avantajları ve dezavantajlarına bakacak olursak şu maddelere yer verebiliriz.

• Avantajları

1. Değişen jeoteknik durumlara çabuk ve ekonomik bir şekilde adapte olabilmesi. Son yıllarda bu yöntemin uygulanması imkânsız gibi görünen çok zayıf zeminlerde, bazı yardımcı yöntemlerden faydalanarak (enjeksiyon, basınçlı hava, dondurma vs. gibi) büyük başarılar elde edilmiştir.
   
2. Değişen kesitlerde (10 m2 – 1500 m2 ) çalışmalar yapılabilmesi. Bilhassa metro tünellerinde kısa mesafelerde değişen kesitlere (tek raylı, çift raylı, istasyon, birleşme - ayrılma kısımları,üst üste binmiş tek raylı kesitler vs.) problemsiz adapte olunabilir.
   
3. Yeryüzüne yakın tünellerde yeryüzündeki oturmaların minimum olması. Yani tasmanın minimum seviyede kalması
   
4. Mekanizenin, ondan dolayı da yatırımın az oluşu.
   
5. Güvenli ve ekonomik oluşu.

• Dezavantajları

1. Mekanik tünel açma ve otomatize edilmiş kaplama yöntemlerine karşı daha yavaş olması.
   
2. İnşaat kontrolünün ve jeoteknik ölçümlerin daha yoğun olması.

• Sonuç

Sonuç olarak artan nüfusun getirdiği ulaşım problemleri metro ve raylı sistem gibi birçok yöntemin daha etkin kullanılmasına sebep olacak ve bu şekilde toplu taşımaya daha fazla ihtiyaç olacağından dolayı NATM veya TBM gibi alt yapı proje yöntemleri gün geçtikçe önemi arttıracak ve gelişmeye devam edecek.

Kaynaklar;

• tunelteknolojisi.com/pdfler/mak-1433418388.pdf
• Nejat Ayaydın, Tünel Açma Yöntemlerinin Karşılaştı- rılması, Salzburg, Avusturya.

Teşekkürler