Download anfo PDF

Titleanfo
File Size276.9 KB
Total Pages12
Document Text Contents
Page 1

MADENCILIK

KONTROLLÜ PATLATMA YÖNTEMLERİ VE TARSUS AYRIMI-
GAZİANTEP OTOYOLU T2 TÜNELİ UYGULAMASI

Controlled Blasting Techniques and The Application of The T2 Tunnel on The Tarsus Crossing-
Gaziantep Motorway

Sair KAHRAMAN0

Alaettin KILIÇ 0

ÖZET

Bu çalışmada, önce kontrollü patlatma yöntemleri olarak bilinen hat delme, son-kesme ve ön-kesme
detaylı olarak anlatılmıştır. Sonra Tarsus Ayrımı-Gaziantep Otoyolu T2 tünelinde son-kesme ve hat
delme uygulamaları örnek olarak verilmiştir. T2 tünelinde başarılı bir son-kesme ve hat delme
uygulaması ile kazı hattı dışındaki kayaçta çatlamalar ve aşın kazı en aza indirilmiştir. Bunun
sonucunda tahkimat ve püskürtme beton kullanımı azaltılmış ve maliyet düşürülmüştür.

Anahtar Sözcükler: Hat Delme, Son-Kesme, Ön-Kesme

ABSTRACT

In this study, firstly, line drilling, smooth blasting and presplitting, which are known as controlled
blasting techniques; are described in detail. Then, the applications of line drilling and smooth blasting
in the T2 tunnel on the Tarsus Crossing-Gaziantep Motorway are given as an example. Fracturing
beyond the excavation line and over breaking were minimised with a successful application of line
drilling and smooth blasting in the T2 tunnel. As a result, less reinforcement and less concrete were
needed and the cost was lowered.

Keywords: Line Drilling, Smooth Blasting, Presplitting

( > Yrd. Doç. Dr., N. Ü. Müh. Mim. Fak. Jeoloji Müh. Bölümü, Niğde
(*vYrd: Doç. Dr.,Ç.Ü. Müh. Mim. Fak. Maden Müh. Bölümü, Adana

MADENCİLİK /HAZİRAN 2000 1 j

HAZİRAN
JUNE 2000

CILT-VOLUME 39
SAYI-NO 2

Page 2

1. GİRİŞ

Baraj, tünel, otoyol, bina temeli ve maden ocağı
gibi projelerde kazı kesiti dışındaki kayacın
doğal direncini korumak ve aşırı kazıyı en aza
indirmek amacıyla kontrollü patlatma yöntemleri
uygulanmaktadır. Ayrıca, otoyol gibi projelerde
kontrollü patlatma sonucu şevler estetik bir
görünüm arz etmektedir. Kayacın doğal
direncinin korunması stabilité problemlerini
azaltmaktadır. Aşın kazının azaltılması ise
tünellerde kolay ve ucuz bir tahkimat için
önemlidir. Çünkü, aşırı kazılmış yerler pahalı bir
malzeme olan püskürtme beton ile
kaplanmaktadır.

Kontrollü patlatmanın başarısı birinci derecede
kayacın jeolojisine bağlıdır. Bütün jeolojik
formasyonlarda çok iyi başarı beklenmemesine
rağmen en kötü formasyonda bile iyi bir
planlamayla aşın kazı minimumda tutulabilir.
Diğer önemli faktörler ise, çevre deliklerinin
(kontrollü patlatma delikleri) çapı ve bu delikler
arasındaki mesafe, kullanılan patlayıcının cins ve
miktarı ile planlamadır.

2. KONTROLLÜ PATLATMA

Kontrollü patlatma uzun yıllardan beri
uygulanmaktadır. Eskiden deneme-yanılma
şeklinde uygulanan yöntemler, son yıllarda daha
bilimsel bir şekilde uygulanmaya başlanmıştır.

Kontrollü patlatmalarda patlayıcı madde olarak
infîlaklı fitil, nitrogliserin esaslı dinamitler, özel
formüle edilmiş slurry (watergel) ya da
emülsiyon türü patlayıcılar ile Prill Poroz
Nitratla formüle edilmiş amonyum nitrat
kullanılabilmektedir (Erkoç, 1990).

Hat delme (Line driling), son-kesme (smooth
blasting) ve ön-kesme (presplitting) olmak üzere
belli başlı üç çeşit kontrollü patlatma yöntemi
bulunmaktadır. Bu yöntemler aşağıda detaylı bir
şekilde açıklanmıştır.

2.1. Hat Delme

Hat delme, uzun yıllar boyunca aşırı kazıyı
kontrol etmede kullanılan tek yöntem olmuştur.

Yöntemde, kazı hattı boyunca tek sıra küçük
çaplı delikler sık olarak delinir ve bu deliklere
patlayıcı şarjı yapılmaz. Bu delik hattı üretim
deliklerinin patlatılması esnasında zayıf bir
düzlem oluşturarak aşırı kazıyı önler. Aynı
zamanda patlatmadan gelen şok dalgalarını geri
yansıtarak kazı hattı gerisindeki çatlamaları önler
(Naapuri, 1990).

Hat delme delikleri genellikle 51-76 mm çapında
olup, deliklerası mesafe delik çapının 2A katı
kadardır. Daha büyük delik çapları çok pahalıya
mal olmaktadır. Hat delme deliklerinden önceki
üretim delikleri arasındaki mesafe diğer üretim
delikleri arasındaki mesafenin % 50-75' i
kadardır. Benzer şekilde bu deliklerin hat delme
deliklerinden uzaklığı normal dilim kalınlığının
50-75' i kadardır. Ayrıca, bu deliklerin şarj
miktarı da üretim delikleri şarjından % 50 daha
azdır (Şekil 1).

Şekil 1. Hat delme yöntemi (Olofson, 1988)

Bu yöntemde, kayacın minimum çatlaklı ve
homojen olması durumunda en iyi sonuç elde
edilir. Çok düşük şarjın bile kazı hattı ötesine
zarar verdiği durumlar için çok uygun olması
yöntemin en büyük avantajıdır. Fakat, çok
homojen olmayan kayaçta iyi sonuç vermemesi,
delme maliyetinin yüksek olması, delik delmenin
zaman alıcı- olması ve deliklerdeki hafif
sapmalann kötü sonuçlara neden olması
yöntemin dezavantaj lanndandır.

12 MADENCİLİK / HAZİRAN 2000

Page 6

patlatmalarda istenmemektedir.

Üretim delikleri delinmeden önce ön-kesme
delikleri patlatılabilir veya gecikmeli olarak
her iki grup delik de aynı anda ateşlenebilir.
Ön-kesme delikleri genellikle 51-102 mm olup
17-32 mm çaplı patlayıcılarla şarj edilirler.
Patlayıcı çapının delik çapından küçük olması
patlamanın şok dalgalarını sönümler ve böylece
delik etrafındaki kayanın ezilmesi ve radyal
çatlakların oluşumu önlenmiş olur.

Ön-kesme yönteminin başarısı delik çapı,
deliklerarası mesafe ve şarj arasındaki ilişkiye
çok bağlıdır. Ayrıca, formasyondaki
süreksizlikler ve deliklerin düzgünlüğü de
önemlidir (Naapuri, 1990).

Şarj hesabında son-kesme delikleri için Eşitlik 5
kullanılabilir. Deliklerarası mesafe ve dilim
kalınlığı ise aşağıdaki formüllerden
hesaplanabilir (Konya ve Walter, 1990).

S = 10....12d (6)

B = | (7)

Tüm bağıntılarda;

S : Ön-kesme delikleri arasındaki mesafe (mm),
Sı : Üretim delikleri arasındaki mesafe (mm),
B : Ön-kesme dilim kalınlığı (mm),
d : Ön-kesme delikleri çapı (mm)
dır.

Ön-kesme deliklerinin sıkılanmaması tavsiye
edilir. Fakat uzun kesmelerde şarjın
püskürmesini önlemek için delik tıpaları
kullanılabilir (Olofsson, 1988). Atımlar duruma
göre gecikmesiz veya gecikmeli yapılır.
Gecikmeli atım durumunda 25 ms' den daha
fazla gecikme tavsiye edilmemektedir (Konya ve
Walter, 1990).

Ön-kesme delikleri arasındaki yük fazla
olduğundan diğer kontrollü patlatma
yöntemlerine göre bu yöntemde titreşim daha
fazladır. Fakat bu dezavantaj yukarıda
bahsedildiği gibi gecikmeli ateşleme ile ortadan

kaldırılabilir. Yine ön-kesme yönteminde
sıkılama yapılmadığından ve standart ateşleme
elemanı olarak infilaklı fitil kullanıldığından
hava şoku ve gürültü de fazladır. Ancak yöntem,
homojen kayaçta mükemmel sonuç verir. Hatta,
çok kötü kayaç şartlarında bile kılavuz deliklerin
delinmesi ile diğer yöntemlere göre daha iyi
sonuç elde edilir. Fakat, şarj edilmeyen bu
kılavuz deliklerin maliyeti arttırdığı
unutulmamalıdır.

Kanal patlatmalarında iki paralel ön-kesme hattı
arasındaki mesafe 4 m' den az ise kesme hattının
birisi diğerinden en az 50 ms gecikme ile
patlatılmalıdır. Aksi takdirde iki kesme hattının
şok dalgalan birbirini etkiler ve istenildiği gibi
bir kesme hattı oluşmaz.

2.4. Kombine Yöntemler

Bazı durumlarda birden fazla kontrollü patlatma
yöntemini aynı anda kullanmak gerekebilir.
Örneğin, zayıf ve yumuşak formasyonlarda ön-
kesme ya da son-kesme delikleri arasında delinen
hat delme delikleri kılavuz görevi yaparak
düzgün bir kesme düzlemi elde edilmesine
yardımcı olmaktadır. Bu uygulamaya çoğunlukla
kavisli ya da 90° köşeli atımlarda gerek
duyulmaktadır (Şekil 6). Çünkü, zayıf
formasyonların kavisli ya da köşeli atımında
düzgün bir kesme yüzeyi elde etmek daha zordur
(Olofsson, 1988).

3. T2 TÜNELİ UYGULAMASI

3.1. Tünelin Tanıtımı

T2 tüneli, toplam 258 km uzunluğa sahip olan
Tarsus Ayrımı-Gaziantep (TAG) Otoyolu'nun
207-208'inci kilometreleri arasında yer
almaktadır. Tünel, sağ geçidi 562 metre, sol
geçidi 536 metre olmak üzere toplam 1098 metre
uzunluğa sahiptir. Nihai beton kaplama
yapılmasının ardından 14,80 metre genişlik ve
7,60 metre yüksekliğinde ve 3 şeritli olarak inşa
edilen tünelin yapımı sırasında Yeni Avusturya
Tünel Açma Yöntemi (NATM) kullanılmıştır.
Tünel güzergahı .boyunca Sınıf III, Sınıf IV ve
kısmen de Sınıf V kaya kütlesine rastlanmıştır.

Sağlam bir kayaç içerisinde açılan tünelin kazı ve

16 MADENCİLİK / HAZİRAN 2000

Page 7

Şekil 6. 90° köşeli atımlarda kontrollü patlatma yöntemlerinin kombinasyonu (Olofsson, 1988).

sağlamlaştırılması sırasında tünelcilik açısından
herhangi bir problemle karşılaşılmamıştır.
Ancak, tünelin batı girişi yönünde yamaç eğimi
çok dik olduğundan bu kısımda şev
basamaklarının oluşturulması, açık yüzeylerin
çelik hasır ve püskürtme beton ile kaplanması ve
şev duraylılığınm sağlanması amacı ile kaya
saplamaları yerleştirilmesi ve çimento
enjeksiyonu yapılması kazıya başlama zamanını
6-7 ay kadar geciktirmiştir. İnşasına 1995 yılı
sonlarında başlanan tünelin kazısı 1996 yılı
ortalarında tamamlanmıştır.

3.2. Tünel Güzergahmdaki Kayaçların
Sınıflandırılması

Yeraltı kazılarında kazı yönteminin seçimi, bir
atımdaki ilerleme miktarının belirlenmesi, kazı
çevresindeki kaya yüklerinin tahmin edilmesi ve
tahkimat yöntem ve miktarının tasarımı gibi
amaçlara yönelik olarak kaya kütle
sınıflandırmaları yapılmaktadır. Kaya kütle

sınıflandırması Terzaghi (1946)' nin kaya yükü
sınıflandırma sistemi ile başlar. Lauffer (1958)'
in tünelleri tahkimatsız olarak ayakta kalabilme
sürelerine göre sınıflandırmasından sonra Deere
ve Miller (1966) RQD (Rock Quality
Designation) ve Wickham vd. (1972) RSR (Rock
Structure Rating) sınıflama sistemini
geliştirmiştir. Bieniawski (1973)' nin RMR
(Rock Mass Rating) ve Barton vd. (1974)' nin Q
sınıflama sistemi ise gelişmiş kaya kütle
sınıflandırma sistemleri olarak bilinmekte ve
yaygın olarak kullanılmaktadır. Diğer gelişmiş
bir sınıflandırma sistemi ise Yeni Avusturya
Tünel Açma Yöntemi (NATM) olup, T2
tünelindeki formasyonlar bu sisteme göre
sınıflandırılmıştır.

NATM yaklaşımı tüneli çevreleyen yan kayacın
mevcut direncinin korunması ile yan kayacın
büyük ölçüde kendi kendini taşır duruma
getirilmesi şeklinde ifade edilebilir. Yöntemde
kaya kütleleri kazı sırasında ve kazı sonrasındaki
davranışlarına, jeomekanik özelliklerine, kazı

MADENCİLİK / HAZİRAN 2000 17

Page 11

Çizelge 2. Sınıf III Kayada Delik Sıralarına Göre Kullanılan Patlayıcı Madde Cins ve Miktarları.

Delik No

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Delik
Sayısı

6

4

6

8

8

13

10

12

20

6

40

Kapsül No

1

2

3

4

5 ,

6

7

8

9

10

İnfilakh fitil

Jelatin
(32x400mm)

3

3

2

2

2

3

2

3

3

3

-

Jelatin
(25x200mm)

. -

-

-

-

-

-

-

-

-

-

1

v Elbar-1
(17x725mm)

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

2

Genel Toplam

Toplam
Patlayıcı (kg)

7.200

4.800

4.800

6.400

6.400

15.600

8.000

14.400

24.000

7.200

16.240

115.040

Çizelge 3. Sınıf IV Kayada Delik Sıralanna Göre Kullanılan Patlayıcı Madde Cins ve Miktarları.

Delik No

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Delik
Sayısı

6
5
10
4
7
8
10
10
6

21

Kapsül No

1
2
3
4
5
6
n
I

8
9

İnfilakh fitil

Jelatin
(32x400mm)

-
-
-
-
-
-
-
-
-
1

Jelatin
(25x200mm)

3
2
2
3
2
3
2
3 ,
3
-

Genel

Elbar-1
(17x725mm)

-
-
-
-
-
-
-
-
-
2

Toplam

Toplam
Patlayıcı (kg)

7,200
4,000
8,000
4,800
5,600
9,600
8,000

12,000
7,200
5,156

71,556

Çizelge 4. Sınıf V Kayada Delik Sıralarına Göre Kullanılan Patlayıcı Madde Cins ve Miktarlan.

Delik No

0
1
2
3
4
5
6

Delik
Sayısı

6
4
5
6
10
6

20

Kapsül No

0
1
2
3
4
5
-

Jelatin
(32x400mm)

2
1
1
1
1
2
-

Jelatin
(25x200mm)

-
-
-
-
-
-
-

Genel

Elbar-1
(17x725mm)

-
-
-
-
-
-
-

Toplam

Toplam
Patlayıcı (kg)

4,800
1,600
2,000
2,400
4,000
4,800

-

19,600

MADENCİLİK / HAZİRAN 2000 21

Page 12

Çizelge 5. Her Kaya Sınıfına Ait Özgül Şarj Miktarları.

Kaya
Sınıfı

III
IV
V

Üst Yarı Kesit
Alanı (m2)

65,00
67,50
70,66

İlerleme Boyu
(m)
2,5
2,0
1,5

Kazılan Hacim (m3)

162,5
135,0
106,0

Patlayıcı Miktarı
(kg)

115,040
71,556
19,600

Özgül Şarj
(kg/m3)

0,71
0,55
0,18

Gaziantep Otoyolu (TAG) Tünel 2-Tünel 4
Arasının Mühendislik Jeolojisi", Y. Lisans Tezi.
ÇÜ. Fen. Bil. Enst., Adana, 173 s.

Erkoç, Ö.Y., 1990; "Kaya Patlatma Tekniği",
164s.

Gustafsson, R., 1973; "Swedish Blasting
Technique", 323s.

Konya, C.J. ve Walter, E.J., 1990; "Surface Blast
Design", 293s.

Lauffer, H., 1958; "Gebirgsklassifizierung
Fürden Stollenbau", Geol., Bauwesen 74, s. 46-
51.

Geologic Predictions", Proc. Rapid Excav.
Tunnelling Conf., AIME, New York, s. 43-
64.

Yılmazer, İ., Ertunç, A. ve Erhan, F., 1992;
"Engineering Geology of the Düziçi-
Kömürler Region", 1st Int. Symp. Eastern
Mediterranean Geology, Çukurova
Üniversitesi Adana, s.77-89.

Yılmazer, i., 1995; "Significance of
Discontinuity Surveying in Motorway
Alingment Selection, Southern Turkey",
Engineering Geology, Cilt 40, s. 41-48.

Naapuri, J., 1990; "Surface Drilling and
Blasting", Tamrock, 472s.

Olofson, S.O., 1988; "Applied Explosive
Technology for Construction and Mining",
302s.

Steiner, W. ve Einstein, H.H., 1980; "Improved
Design of Tunnel Supports". Empirical methods
in Rock Tunnelling-Reviewed

Recommendations, "U.S. Dept. of Transportation
Report, Cilt 5, Sayı: UMTA-MA-06-0100-80-8,
Washington D.C., Haziran.

Tekfen, 1996; Tekfen İnşaat ve Tesisat A.Ş.

Terzaghi, K., 1946; "Rock Defects and Loads on
Tunnel Support", Rock Tunnelling with Steel
Support, ed. R.V. Proctor ve T. Withe.
Commercial Shearing Co., Youngstown, OH, s.
15-99.

Wickham, G.E., Tiedemann, H.R. ve Scinner.
E.H., 1972; "Support Determination Based on

22 MADENCİLİK / HAZİRAN 2000

Similer Documents