Ataköy – İkitelli metro tüneli projesinde kullanılan EPB TBM'lerin makine kullanım oranı ve performansının değerlendirilmesi

Bu tezde, geçmişten günümüze kadar sert kaya ve zayıf zeminde kullanılan tünel açma makineleri için yapılan ve en çok kullanılan performans tahminleri ile makine kullanım oranı modelleri araştırılmıştır. Zayıf zeminler için yapılan çalışmaların sert kaya tünelciliği için yapılan çalışmalara oranla kısıtlı olmasına dikkat çekilmiştir.Bu bağlamda, şu anda yapım işleri hala devam etmekte olan Ataköy – İkitelli metro tüneli projesinde kullanılan dört adet arazi basıncını destekleme esasına göre çalışan tünel açma makinesinin performans analizi ve makine kullanım oranı detaylı bir şekilde incelenerek yorumlanmıştır. Sahadaki bütün bu gelişim süreci makinelerin kurulum aşamasından kazı aşımasına kadar sahada takip edilmiştir. İlk olarak, makinelerin kurulum süreçlerinden bahsedilmiş ve günlük ilerleme hızları karşılaşılan problemlerde belirtilerek irdelenmiştir. Sonrasında makinelerin aylık ve günlük ortalama ilerlemeleri duraklamalar dahil olacak ve olmayacak şekilde değerlendirilerek genel farklılıklara değinilmiştir. Projede değerlendirilen kısım çerçevesinde kazısı yapılan Güngören, Çukurçeşme ve Gürpınar Formasyonlarının belirlenen aralıklarda kazı parametlerine etkisi performans analizleri ve proje çıktıları yorumlanarak araştırılmıştır. Buna ek olarak, saha yönetimi ve planlama ile ilgili sorunlar vardiya ve makine raporları kullanılarak tespit edilmiş, daha sonrasında planlı, plansız gelişen ve operasyonel duraklamaların sebepleri analiz edilmiştir. Bütün makinelerın aynı özellikte olmasına rağmen, paralel tünellerde aynı yönlere doğru kazı yapan makinelerin kullanım süreleri ve performansları arasındaki esas farklılıklar karşılaştırılmıştır. Bu çalışmanın sonucunda, Ataköy istasyonu yönündeki kumlu zeminde (Çukurçeşme Formasyonu) makinelerin ortalama tork değerlerinde kumun yüksek sürtünme katsayısı nedeniyle bir artış gözlenmiştir. Bu durum karşısında makinelerin ilerleme hızları önemli ölçüde düşerken, kullanım oranları kazı sürelerinin artmasından dolayı verimsiz bir şekilde artış göstermiştir. İkitelli istasyonuna doğru kazı yapan makinelerin ortalama tork ve itme kuvveti değerleri killi zemin (Gürpınar Formasyonu) içerisinde kilin gösterdiği zemin mekaniği özelliklerine bağlı olarak önemli oranda artmıştır. Makinelerin kazısı sırasında bir birim hacimdeki kili kazmak için gerekli olan spesifik enerji ve ilerleme hızları göz önünde bulundurulduğunda, en etkili kazı en düşük penetrasyon direnci olan ve tünelci sınıflamasına göre şişme – dökülme özelliği gösteren Güngören Formasyonu kazısında elde edilmiştir. Bunlara ek olarak, özellikle Ataköy yönüne doğru killi zeminde arkada kazı yapan makinenin ilerleme hızı, kumlu zemindeki elde edilen verilerin aksine daha düşüktür. Makinelerin itme ve tork kuvvetlerinde yer yer uzun duraklamalar sebebiyle jeolojiksel formasyondan bağımsız olarak artışlar gerçekleşmiştir. Diğer bir taraftan, projenin başındaki etkili planlama ve saha yönetiminin elzem önemi karşılaşılan problemlerin projenin ileri safhaları sırasında makine kullanım oranı üzerindeki etkisi değerlendirilerek kanıtlanmıştır. Açıkca görülüyor ki, makine kullanım oranı şaft hazırlık ve bekleme periyotları çıkarıldığında gözle görülür bir biçimde artış göstermektedir. S-1031'e detaylı bir makine kullanım analizi yapılmış ve sonuç olarak bu uzun beklemeler elimine edildiğinde makine kullanım oranının %22'den %30'lara kadar arttığı gösterilmiştir. Tünel inşaatı sırasında zorlu jeolojik koşullardan dolayı zaman kayıpları yaşanmış, ve bu durum makine kullanım oranını düşürmüştür. Bunun sonucu olarak, S-1029 kodlu TBM'in %13 ile genelde en düşük makine kullanım oranına sahip olduğu gösterilirken, en az problemle karşılaşan ve en son kazıya başlayan S-1030 kodlu TBM'in %28 ile genelde en yüksek makine kullanım oranına sahip olduğu gözlenmiştir.