Maçka (Trabzon) tüneli destek sistemlerinin görgül ve sayısal analizi

Bu çalışmada Maçka Tüneli güzergâhındaki kayaçların mühendislik özellikleri ve kazı sırasında kullanılacak optimum destek sistemlerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Görgül yöntemler kullanılarak belirlenen destek sistemlerinin güvenirliliği ise sayısal analizler ile değerlendirilmiştir. Tünel güzergâhındaki birimler yaşlıdan gence doğru, Erken Turoniyen yaşlı Çatak Formasyonu, Turoniyen-Santoniyen yaşlı Maçka Formasyonu, Turoniyen-Santoniyen yaşlı Esiroğlu Formasyonu, Erken Kampaniyen yaşlı Kaçkar Riyodasiti'dir. Toplam uzunluğu 5492 m olan tünel kazısının tek tüpünde yapılacak kazının 236 m'si Esiroğlu Formasyonu'nda, 1410 m si Kaçkar Riyodasiti'nde, 1125 m'si ise Çatak Formasyonu'nda yapılacaktır. Tüm çalışmalar; arazi, laboratuvar ve büro çalışmaları olmak üzere üç aşamada gerçekleştirilmiştir. Arazi çalışmalarında, tünel güzergâhının detaylı jeolojik haritası yapılmış, süreksizliklerin mühendislik özelliklerinin belirlenmesi amacıyla hat etütleri gerçekleştirilmiş, jeoteknik amaçlı sondajlara ait karotlar incelenerek Kaya Kalite Göstergesi (RQD), toplam karot verimi (TKV) ve bozunma derecesi (W) belirlenmiş ve laboratuvar çalışmalarında kullanılmak üzere karot örnekler derlenmiştir. Laboratuvar çalışmaları ile kaya malzemesinin fiziksel, mekanik ve elastik özelliklerini belirlemek için jeomekanik deneyler yapılmıştır. Büro çalışmalarında arazi ve laboratuvar çalışmalarından elde edilen veriler kullanılarak, tünel güzergâhındaki kaya kütleleri görgül Kaya Kütle Sınıflaması (RMR89), Kaya Kütle İndeksi (RMi), Kaya Kütle Kalitesi (Q), Jeolojik Dayanım İndeksi (GSI) ve Yeni Avusturya Tünel Açma Metodu (NATM) sınıflama sistemleri kullanılarak sınıflandırılmıştır. RMR, Q ve RMi sınıflama sistemlerinin önerdiği destek sistemlerinin uygulanabilirlikleri, kazıdan sonra tünel etrafında oluşan plastik zonun kalınlığı ve yer değiştirme miktarlarına etkileri Sonlu Elemanlar Yöntemi (FEM) kullanılarak sayısal olarak analiz edilmiştir. Sayısal analizlere ait sonuçlar dikkate alınarak tünel güzergâhındaki kaya kütleleri için optimum destek sistemleri belirlenmiştir. Sayısal analiz sonuçlarına göre; tavan bölgesinde genel olarak RMR89 sınıflama sisteminin önerdiği püskürtme beton kalınlıkları ve Q sınıflama sisteminin önerdiği kaya bulonu aralıkları bu çalışmada önerilen destek sistemiyle benzerlik göstermektedir. Duvarda ise Q sınıflama sisteminin önerdiği kaya bulonu aralıkları, RMi sınıflama sisteminin önerdiği kaya bulonu uzunlukları ve RMR89 sınıflama sisteminin önerdiği püskürtme beton kalınlıkları bu çalışmada önerilen destek sistemleri ile benzerdir. Bu çalışmada önerilen optimum destek sistemleri RMR89, Q ve RMi sınıflama sistemlerinin önerdiği destek sistemleri karşılaştırıldığında, bu çalışmada önerilen destek sistemlerinin en fazla RMi sınıflama sisteminin önerdiği destek sistemleri ile uyumlu olduğu belirlenmiştir.