Bolu Dağı tünelinin mühendislik jeolojisi ve jeoteknik özelliklerinin destek sistemine etkisi

Abstract

bolü DAGi tünelinin mühendislik jeolojisi ve jeoteknİk ÖZELLİKLERİNİN DESTEK SİSTEMİNE ETKİSİ Cüneyt H. ŞENTÜRK Anahtar Kelimeler: Bolu Tüneli, Fay, Destek sistemleri, Deformasyon Özet: Bolu Tüneli içinde bulunduğu tektonik rejimden oldukça etkilenmiştir.Bu tektoniz- maya bağlı oluşmuş jeolojik şartlar/n getirdiği etkiler, tünelde aşırı de formasyonlar, ayna duraysızlıkları ve su problemleri olarak ortaya çıkmıştır.Özellikle fay zonlarında/fay killerinde oluşan şişme basıncının tünel içerisinde ciddi şekilde tarama/tamirat yapılmasına neden olmuştur.Bu durum tüııelcilik açısından ek bir maliyet ve zaman gerektirmiştir. Bolu Tünellerin'de kazılan kısımlarda 7 farklı litoloji belirlenmiştir. Sık olarak rastlanan ve sorunlu olarak geçilen/geçilmekte olan Metasedimentler; fay zonu malzemesine ait birimdir (İkizoluk Fm.). Asarsuyu Girişinde kalınlığı 170-180m. olarak kesilen Breşik Kireçtaşı (Atyayla Fm.) içerisinde karşılaşılan su problemi, yapılan drenajlar ile başarılı bir şekilde geçilmiştir. Buna benzer özellikler 100 m. kalınlıkta kesilen Karbonatlı Kumtaşı (Bayramışlar Fm.) için geçerlidir. Elmalık Girişi için karakteristik olan Fliş ortamı çökelleri (Fmdıcak Fm.) içerisinde oluşan deformasyonlar neticesinde zaman ve maliyet kaybı çok fazla olmuştur. Kalınlığı az, fakat sık olarak kesilen Volkanik dayklar (Andezit, Trakit, Dolerit ve ultabasic.) genelde fay zonlarında görülmüştür ve stabilite problemlerine neden olmuştur. Genelde Elmalık Girişinde gözlenen, Asarsuyu Girişinde'de etkili olan fay killeri yüksek plastisite özelliği ile aşırı deformasyonlara neden olmuştur. Ayna duraysızlıkları, aşırı deformasyonlar ve su gibi sorunların çok sık yaşandığı Bolu Tünelleri'nde alınan önlemler; en son teknolojinin getirdiği jeoteknik aletlerle ile değer lendirildiğinde, elde edilen sonuçlar mevcut projelerin, zaman zaman başarılı olmadı- ğıdır.Bu jeolojik zorluklar içerisinde, farklı metodlar uygulanan tünelde ilerleme; bazı nedenlerden dolayı oldukça yavaş olmaktadır. Bolu Tünellerin'deki bu sorunlara karşı oluşturulan çözümlerin başında; NATM'ın öngördüğü kaya sınıfına ilaveten oluşturulan CM kaya sınıfıdır.Bu kaya sınıfının getirdiği teknik özelliklerin deformasyonlu bölgelerde uygulanması ve başarılı olması sorunların bir kısmını çözmüştür.Fakat bu sistem Elmalık Girişinde karşılaşılan fay killerinde etkili olamamıştır.Elmalık Girişinde deformasyonlu kısımlarda farklı uygulamalar yapılmış- tır.Bernold sistemi Fliş ortamında etkili olurken fay killerinde başarılı olmamıştır.Fay killerinde (Ana fay zonlarında) başarılı olan sistem donatılı yapılan bench galerilerdir. Buna ilaveten yapılan donatılı taban kazıları ve donatılı iç kaplama betonu başarıyı etkileyen unsurlardandır. Bu çalışmada görüldüğü gibi çok karmaşık jeolojik yapıya sahip Bolu Tüneli'nde jeolojinin ön plana çıkarılarak, jeolojik etüdlerin yerinde ve zamanında yapılması, uygulanacak destek sisteminin seçilmesinde ve uygulanmasında çok önem kazanmıştır.

THE ENGINEERING GEOLOGY OF BOLU MOUNTAIN TUNNEL AND THE EFFECT OF GEOTECHNICAL PROPERTIES TO THE SUPPORTING SYSTEMS Cüneyt H. ŞENTÜRK Keywords: Bolu Tunnel, Fault, Supporting system, Deformation Abstract :Bolu Tunnel is fairly influenced by the tectonic structure in which it is located. The effects due to geological conditions dependent to this tectonism appear as excessive deformations, face instabilities and ground water problems in the tunnel. Especially the swelling pressure in the fault and fault gouge clay zones causes serious re-profiling /maintenance works. This requires additional cost and time in tunneling. There have been defined 7 different litology in the excavated partions of the Bolu Tunnel. The Metasediments which are commonly encountered and have being passed by difficulties are units belonging to fault zone materials (îkizolıık Fm.). The water problem excavated in 170- 180m. thick cut Brecciated Limestone in Asarsuyu Portal have been passed succesfully by the constructed drainage systems. Same properties are valid for the 100m. thick cut Carbonated Sandstone (Bayramışlar fm.). Due to the deformations formed in Flyschoid Series, which is the main characteris-tics of the Elmalık Porta!, the time and cost of the tunnel excessively increased. The Volcanic dikes (Andesite, Trachyte, Dolerite and ultrabasic.) which are not thick and frequently encountered in fault zones are caused stability problems. The fault gouge clays which are generally observed in Elmalık Portal but also effective in Asarsuyu Portal have caused excessive deformations by their high plasticity properties. Which the measurements taken the Bolu Tunnel, in which these kindsof problems, (face instability, excessive deformations and ground water) encountered frequently are evaluated by the latest geotechnical insturuments, it is concluded that, occasionally existing designs are not sufficient for the tunnel.In this geological difficulties and by the existing technology, the progress in the tunneling has been fairly slow. The main solution for the problems faced in Bolu Mountain Tunnel is the CM (C Modified) rock class which is improved additionally to the NATM's existing rock classes.The technical properties applicated in the excessive deformation regions by this class has solved some of the problems succesfully.However, this system has not succesed in the fault goge clay zones encountered in Elmalık Portal so some other applications have been tried in the deformable regions of the Elmalık Portal.The Bernold system is applied succesfully in Flyschoid Series but failed in clayey faults. The succesful system applied in clayey faults (Main fault zones) are the reinforced bench galeries.Addihon to this system, the reinforced base excavations and reinforced inner lining concrete are also the measures effecting the success. As concluded in this study, in the Bolu Mountain Tunnel, which has a very complicated geological conditions, it is seen that the geology of the region which should be certainly defined by appropriate and datailed geological surveys, is excessively important for choosing and appllying the suitable supporting systems. Ill