Erdemli-Silifke-Taşucu tünel projesinin RMR ve Q tünel destek sistemleriyle incelenmesi üzerine bir çalışma

Abstract

Doğal kaya kütlesi, diğer mühendislik malzemelerinin aksine belirli bir jeolojik ortamda oluşmakta ve değişen özelliklere sahip farklı kaya türlerinin ve yapısal düzlemlerin kombinasyonlarından oluşmaktadır. Kaya kütlesinin karmaşıklığı nedeniyle, mühendislik bilgi ve deneyime dayalı olarak kaya kütlesi, kalite ve dayanıma göre farklı sınıflara ayrılmaktadır. Tünel projeleri için gerekli geomekanik dayanım parametreleri, tünel güzergahı boyunca yapılan jeolojik değerlendirmeler ve laboratuvar deneyleri aracılığıyla belirlenmiştir. Kaya kütlesinin davranışını matematiksel olarak modelleyebilmek için kaya kütlesi derecelendirme sistemlerinden türetilen ilişkiler, Jeolojik Dayanım İndeksi (GSI) kavramı ve literatürde bulunan değerler kullanılarak belirlenmiştir. Saha çalışmalarından toplanan tüm bilgilerin analiz edilmesi, deneysel ve analitik yöntemler kullanarak tünel kazıları ve destek sistem tasarımları için değişkenler belirlenmiştir. Bu çalışma, T-8 tünel inşaatı sırasında karşılaşılan dayanım sorunlarını ele almak üzere geliştirilen bir sayısal model ile gerçek durum arasındaki durumu karşılaştırmaktadır. 13. bölgede Erdemli-Silifke-Taşucu T-8 güney tünel tüpü (km: 175+640-175+950) ile T-8 kuzey tünel tüpü (km: 175+700-176+084) arasındaki tünel destek sistemlerini sonlu elemanlar (SE) analiz yöntemi kullanılarak incelemiştir. Tünel ayna kazıları sırasında jeolojik ve geoteknik çalışmalar yürütülmüş olup, Kaya Tünel Kalite İndisi (Q) ve Kaya Kütle İndeksi (RMR) sınıflandırmaları ile deformasyon ölçümleri hazırlanmıştır. Sayısal modelde tahmin edilen destek sistemlerinin gerçek uygulama ile uyumu analiz edilmiştir. Tünel destek sistemleri mevcut jeolojik ve geoteknik verilere dayalı olarak belirlenmiştir. Kazı ve destek imalatı sırasında karşılaşılan jeolojik yapı ile tahmin edilen modelin uyumlu olduğu görülmüştür. Tünel kazısı sırasında öngörülen destek sistemlerinde revizyon gerekmediğinden, sayısal model doğrulandığı ve başarılı olduğu görülmüştür.

The natural rock mass, unlike other engineering materials, is formed in a specific geological setting and consists of different combinations of rocks and structural planes with varying properties. Due to the complexity of the rock mass, it is categorized into different classes based on rock mass quality and stability in accordance with engineering knowledge and experience. The geomechanically strength parameters required for tunnel projects are determined through geological assessments along the tunnel route and laboratory experiments. In order to mathematically model the behavior of rock masses, strength and deformation parameters are determined using relationships derived from rock mass rating systems, the concept of Geological Strength Index (GSI), and values found in literature. Variables for tunnel excavations and support system designs using empirical and analytical methods are identified by analyzing all the information gathered from the field. This study focuses on the agreement between a numerical model, developed to address stability issues encountered during the construction of the T-8 Tunnel, and the actual case. The finite element (FE) analysis method is employed to examine the model and support systems used in the rock masses between the T-8 Tunnel South Tube (Km: 175+640-175+950) and the T-8 Tunnel North Tube (Km: 175+700-176+084) sections of the Erdemli - Silifke - Taşucu 13th Zone. Geological and geotechnical studies were conducted during tunnel face excavations, resulting in the preparation of Tunneling Quality Index (Q) and Rock Mass Rating (RMR) rock classifications, as well as deformation measurements. The compatibility between predicted support systems in the numerical model and the actual implementation is analyzed. Tunnel support systems are determined based on existing geological and geotechnical data. It has been observed that the estimated model is compatible with the geological structure encountered during excavation and is supporting the construction. Since no revision was required in the support systems envisaged during the tunnel excavation, the numerical model was validated and found to be successful. Keywords: Tunneling, rock classifications, tunnel support systems, numerical modeling.