Kadıköy – Kartal Metrosu Zor Jeolojik Koşullarda Kullanılan Epb-tbm’in Performans Analizi

Abstract

Zor zemin şartlarında mekanize tünel kazıları sırasında ilk planlama zorluklarına bağlı olarak, projenin yürütülmesi sırasında sık sık sorunlarla karşılaşılmaktadır. Bu problemlerden bir tanesi de tünel açma makinesinin (TBM) performansının tahminindeki belirsizliklerdir. Bu çalışmada zor zemin şartlarının pasa basınçlı (EPB) TBM‟in performansına etkilerinin araştırılması amaçlanmıştır. Bu amaçla Anadoluray tarafından yürütülen Kadıköy Kartal Metro Projesi inşaatının Hasanpaşa Kavşağı Otosan arazisi arasında kalan 500 metrelik bölümü çalışma alanı olarak belirlenmiştir. Arazi çalışmalarında öncelikle bölgenin jeolojisi ve tünel güzergâhının fiziksel durumu detaylı olarak araştırılıp TBM ile tünel kazısında sorun yaratacak bölgeler tespit edilmiştir. Stabilite problemleri yaşanabilecek bölgeler için TBM karşıt ayna basıncı hesaplamaları yapılmıştır. Güzergâhtan geçiş sırasında karşılaşılan problemler kaydedilmiştir ve TBM veri toplama sisteminde kaydedilen raporlar incelenip her bir ring için ölçülen tork, baskı (itme) kuvveti, net kazı hızı ve tünel aynasına gelen arazi basınçları irdelenmiştir. Yapılan incelemeler sonucunda karşılaşılan problemlerin ve TBM performansını etkileyen parametrelerin başında jeolojik koşulların geldiği tespit edilmiştir. Elde edilen bulgular çerçevesinde zor zemin şartlarında TBM performansının düştüğü görülmüş ve bunun nedenlerinin başlıca kaya ile zeminin karışık olduğu tünel aynası koşulları, dayk-anakaya dokanak zonları, stabilite problemleri ve aşırı keski tüketimine bağlı duraklamalar olduğu tespit edilmiştir.

Many problems are encountered during the mechanical excavation of the tunnels due to the difficulties in the preplanning phase of the project. One of these problems is that uncertainties on the prediction of performance of tunnel boring machines (TBM). The main purpose of this study is to analyze the effects of difficult ground conditions on an earth pressure balance (EPB) TBM. For this purpose, the alignment between Hasanpasa Crossroad – Otosan Land, around 500 m, of Kartal–Kadikoy Metro Project constructed by Anadoluray Joint Venture was selected as investigation area. The problematic locations and geological conditions were first defined. Face pressures were estimated for the areas where stability problems were expected. The problems encountered during the excavation were observed and recorded. Operational torque and thrust requirements, instantaneous penetration rates and face pressures were analyzed based on the data recorded by the TBM data logging system. Studies indicated that the most important parameter affecting the performance of the EPB-TBM was the geological conditions. Performance of the EPB-TBM decreased due to difficult ground conditions and the main reasons for that was rock-soil mixed face, main rock-dyke contact zones, face stability problems and stoppages due to excessive disc cutter consumption and replacement.