Batırılmış Tüneller (ımmersed Tunnel)

12 Temmuz 2007



BATIRILMIŞ TÜNELLER (Immersed Tunnel)

Tüneller yer altı yapılarıdır öyle ki bunun anlamı uygun ulaştırma yapıları vasıtası ile, arasında doğal zorluklar ve tehlikeler olan iki yerleşim birimini kesintisiz bir şekilde bağlantısını sağlamaktır.Dağlık arazi, nehirler ve denizler gibi doğal engelleri, izin verilen güven ve elverişli ulaştırma sistemiyle, iklim şartlarından da etkilenmeyecek şekilde aşmaya yarar. Yolcu ve yüklerin her ikisinin de devamlı kesintisiz taşınıyor olması bir toplumun gelişmesi ve sosyal olarak refaha ermesi için gerekli bir durumdur. Sonuç olarak tünellerin faaliyet alanları devamlı operasyon ve güvenlilik, verimlilik içinde kesintisiz uygun koşullu bir ulaştırma sağlamaktır. ( 5 )

Tünellerin çok gelişmiş toplumlarda ulusun günlük yaşamının önemli parçasını oluşturduğu ilkçağlardan beridir açıkça görülmektedir.Yaşamlarını sürdürebilmek, günlük uygulamalarını devam ettirebilmek, gelişebilmek ve değişik toplumlarla yakınlaşabilmek için tünellere ihtiyaç duyulmuştur ve bu nedenle de M.Ö. 200 yılından günümüze kadar tünelcilik çok büyük gelişmelere sahne olmuştur. Tüneller tarih boyunca her zaman kültürel açıdan gelişmiş toplumlarda inşa edilmişlerdir ve bu toplumlar teknik ve ekonomik güce de sahip olmuşlardır. ( 5 )

Doğa, insan elinin değmediği pek çok dehliz ve mağara örnekleri vermektedir. Bunların arasında deniz sularının etkisi ile meydana gelenler olduğu gibi, arazinin yüksekte kalan kısımlarını delerek bunların altından geçmek sureti ile yataklarını değiştirmiş akarsuların etkisi ile meydana gelenlere rastlanmaktadır. Bunların birincisine karakteristik bir örnek olarak İskoçya’daki HEBRİDES takım adalarında bulunan FİNGAL mağarası gösterilebilir. Bu mağara 20 m. Yükseklik ve 70 m. Uzunluktadır. Akarsuların açtığı dehliz ve mağaraların en güzel örnekleri ise Anadolu’dadır. Bu yer altı dehliz ve mağaralarından faydalanan ilk insanların, daha kullanışlı ve güvenli bir duruma getirtmek için bunları genişlettikleri, sağlamlaştırdıkları ve doğal dehliz bulunmayan yerlerde doğal yapılara benzetmek sureti ile küçük çapta bir takım dehlizler açtıkları söylenebilir.(2)

Kagir kaplamalı ilk tünel örneği ise M.Ö. 200 yıllarında verilmiş olduğuna dair kalıntılar vardır. Fırat nehri altında açılmış olan bu tünel tuğla kaplamalı ve kemerlidir.Nehrin 200 m. Genişliğindeki bir yerinde yaklaşık 3,80 m. Genişlik ve 4,80 m. Yüksekliğinde olup uzunluğu 960 m. yi bulmaktadır.Daha sonraları galeri açmanın bir savaş tekniği olarak da kullanıldığı görülmektedir. Mısırlılar ve Romalılar ise daha çok su getirmek amacı ile tüneller açmışlardır. Yunanlılar zamanında ilk tünelin M.Ö. 687 de Sakız açılmış olduğu tespit edilmiştir.(2)

Şüphe yok ki bütün bu tünellerin açılmasında, elde bulunan olanaklara göre, uygulanan metotlar çok ilkel olmuştur, fakat şunu da unutmamak gerekir ki, yüzyıllık, bin yıllık tüneller hala günümüzde ayakta durmaktadır ve bu gün bize o zamanın becerisi hakkında düşündürücü fikirler vermektedir ve bu fikirler şu an bile tünel inşaatının gelişmesinde zaman zaman rol oynamaktadır. Bununla beraber 1556 tarihinde Georg Bauer tarafından yazılan De Re Metallicas Georg adlı eserde izah edilen Agricola alias yapısındaki metot uzun zaman kullanılmış olan tünel açma usulünü göstermekte olup yaklaşık olarak 350 yıl içinde yer altı inşaatında münakaşa edilemez çalışma şekli olarak kalmıştır.(2)

XVII. yüzyılda gelişmeğe başlayan kanal taşını tünelcilikte önemli bir aşama meydana getirmiştir. Endüstri devriminin başlaması da tünellerin gelişmesinde hızlı bir ivme sağlamıştır, özellikle ulaştırma uygulamalarındaki gelişmeler.18. yy ve 19. yy süresince İngiltere’de endüstriyel gelişim, tünellerin gelişimi tarafından etkilenen ve daha hızlı bir şekilde gelişen kanallar tarafından oldukça önemli bir şekilde etkilenmiştir. Demiryolları ve kayda değer bir çok mühendislik uygulamalarında ki gelişmelere, tünellerdeki önemli gelişmeleri etkide bulunmuştur. Avrupa ‘da ki tünel inşasına ait bu gelişmeler Amerika’ya da geçerek 1818 yılında Pansylvania da Schuylkill kanalı üzerinde ilk tünele başlanmıştır. 1820 de biten bu tünel 5,49 m. genişliğinde 6,10 m. yüksekliğinde ve 250 m. uzunluğundaydı.(2)

Bu gelişmeler ışığında mühendisler daha zor koşullar altında açılması gereken tüneller hakkında çalışmalar başlamış ve bu noktada su altı tünellerinin ilk örnekleri yapılmaya başlamıştır. Bu çalışmalardan ilki 1823-1843 yılları arasında Taymis nehri altında açılan tünel oldu. Bu tünel, tünel açma yöntemlerinde önemli bir gelişmeye neden olmuştur. Fransız mühendis Brunel’in patentini aldığı Bukliye metodu ilk defa burada uygulanmıştır. Bu 4,20 ve 4,80 m. çaplarında bir ikiz tünel olup halen hizmettedir (İngiltere/Londra/Greenwich).(2)

Brunel’in Taymis nehri altında ilk bukliyesini attığı devirde Lord Cohrane’da sulu zeminlerde kuyu ve galeri açmak için basınçlı havadan faydalanma yöntemine ait patentini 1830 tarihinde almış oldu. Fakat bu şekilde tünel açma ilk defa ancak 1839 da Hersent tarafından Chalonnes-sur-Loire’da sonra da 1879 da Anverste uygulanmıştır.(2)

Daha sonra, 1880 de, bir deniz altı tüneli açma hazırlığı olarak Manş denizi altında iki keşif galerisi açılmıştır. F.Beamont tarafından icat edilen basınçlı havalı makine 2,05 m. çaplı bir burgusu ile az sert ve homojen kalker zemini günde 21 m.’lik hızla delmeği başarmıştır.(2)

Fakat büyük tünellerin çoğalışının görülmesi ancak demiryollarının gelişmesi ile beraber olmuştur (2). Demiryollarında uygulanan eğimlerin küçük, yarıçapların ise büyük olması nedeni ile daha teknolojik örneğin Batırılmış Tünel diye adlandırılan (Immersed Tunnel) veya Daldırılmış Yüzen Tüneller (SFT) gibi tünellerin uygulanmasını zorunlu kılmıştır. İlk demiryolu tünelinin 1826 da Fransa’da St.Entienne-Terre Noire hattı üzerinde açılmış olduğu iddia edilmektedir.

Batırılmış tüp tüneller (Immersed Tunnel) ve daldırılmış yüzen tünellerin (Submerged Floating Tunnel) her ikisi de Avrupa’da oldukça alışılmış gelişmelerdir. Birinci tip tüneller, zemin koşulları izin verilen sınırların altında çok kötü ise, özellikle nehir altından geçişlerde çok yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Bu günlerde İngiltere’de ve Avrupa’nın çeşitli bölgelerinde batırılmış tünel (Immersed Tunnel) sitemi yaygın olarak uygulanmaktadır. İkinci tip tüneller ise, su yatağına bağlanmak sureti ile genellikle derin boğaz,nehir göl gibi doğal yapıları geçmekte kullanılıyor.(6)

Karakteristik olarak Batırılmış tünel (IMT) planı kanalların ve kanal tarzındaki doğal engelleri alttan geçmede en kısa yoldur. İnşaat şekli hakkında örnek vermek gerekirse, geleneksel bir metot olarak, 30 m. den az derinliklerde taraklama ve sonrada gömme şeklinde uygulanırken, 30 m. ile 50 m. arasındaki derinliklerde ise deniz tabanına açılan hendeğin içine plak elemanının yarısını gömmek ve üste kalan kısmının da toprak dolgu ile örtülmek sureti ile uygulanır.Derinliğin 50 m. den fazla olduğu kesimlerde plak elemanı direkt olarak deniz tabanına konur ve üstü toprak dolgu ile örtülür.(7)

Son zamanlar da, Parsons Brinckerhoff beton tüplerin yüzen dubalar üzerinde yapımı şeklinde yeni bir sistem geliştirdi . Bu şekilde daha öncelerin nehir veya kanal havzasında döküm yapmak sureti ile yapılan imalat uygulama şekli kaldırıldı ve buda maliyetlerde %20-30 oranında bir azaltma yaparken, yapılan iş daha çevreyle barışık bir hal aldı. İlk olarak temel katman dubalar üzerinde yapılıyor. Daha sonra kenar duvarları inşa ediliyor ve son olarak ta tüp çelik başlıklarla kapatılıyor. Dubalar yavaşça yüzdürülerek tüpün yerleştirileceği kota gelince ilk etapta duvarlar batırılıyor ve daha sonrada taşınabilir bir yapıya sahip tüp dubasız bir şekilde yüzdürülüyor. Ardından çeperlerin kaygan ve su geçirmez hale getirilmesi tamamlanır ve daha sonra da tüpümüz suya batırılır ve bir önceki tüple birleştirilir.Şimdi öncelikle size Batırılmış Tünel (IMT) tekniğinden biraz bahsetmek istiyorum.(6)

Bu düşünce yeni bir düşüncemi? Hayır, Batırılmış tünellerin (Immersed Tunnel) yaygın olarak kullanımı yaklaşık 100 yıldır devam etmektedir. Dünya çapında 150‘nin üstünde batırılmış tünel(Immersed Tunnel) yapısı mevcuttur, bunların yaklaşık 100 tanesi karayolu ve demiryolu geçişi için projelendirilmiştir. Geri kalanlar ise su temini ve elektrik hattı tünelleridir. Alttaki örneklerde Batırılmış tünellerin (Immersed Tunnel) farklı uygulama şekilleri gösterilmektedir.(3)

Tamamlandığı zaman Batırılmış tünellerin (Immersed Tunnel) operasyonel olarak diğer hiçbir tünelden farkı yoktur. Bunun yanında yapım şekli bakımından diğerlerinden tamamen farklıdır. Bu tekniği burada anlatmaya çalışacağız.(3)

Taraklama

İlk olarak su kanalının yatağı hendek şeklinde taraklanır. Bu sırada tünel elemanları kuru ortamda inşa edilir. Örneğin nakil dubaları üzerinde fabrikasyon şeklinde yapılan dökme kalıp havzalar gibi. (3)

Kuru Ortamda İmalat

Elemanın yapımı tamamlandıktan sonra geçici olarak bulkheadler ile contalanır. Her tünel elemanı genellikle yüzdürülerek tünel yapılacak sahaya getirilir ve bazen ani şekilde batırılır,genelde vinçler yardımıyla su tabanına indirilir.(3)

Yüzdürme İşlemi Batırma İşlemi

Tünel elemanı taranmış hendeğin dibine indirilir. Yeni elemente aynı bölgeye getirilip hendek dibine indirilir ve bir önce gelen elemenle su altında bağlanır. Arada kalan su Bulkhead yardımı ile dışarıya pompalanır.(3)

Batırma Vinci

Batırma İşlemi Bulkhead

Yeni elemanın sonunda özgür kalan su basıncı iki eleman arasına yerleştirilen lastik contalar ile sıkıştırılarak eklemleri kapatılır.(3)

Dolgu İle Örtme İşlemi

Dolgu materyali tünelin yanına ve üstüne yerleştirilir ve tünel hendeğe kalıcı olarak yerleştirilir tıpkı yer altı örneklerinde olduğu gibi.Uygun yerel koşullar batırılmış tünel (Immersed Tunnel) için sağlandıktan sonra, yapısal yaklaşım tünel üstüne malzeme yığmak şeklinde inşa olabilir.(3)

Batırılmış tünellerin (Immersed Tunnel) algılanmasında bazen değişik problemlerle karşılaşılabilir.Yeni gelen bu teknoloji hali hazırda kullanılan deniz operasyonlarından teknolojik olarak daha zor algılanılabilir. Gerçekte ise, bu yeni teknik delme tünel tekniğinden daha az riskli ve yapım aşaması daha iyi kontrol altında tutulabilir. Bunun yanında deniz operasyonlarında bilinmeyen birçok özel zorluklarla karşılaşılabilir.Algılama problemlerinin içeriği;(3)

TARAKLAMA:

Taraklama teknikleri son yıllarda son derece gözle görülebilir gelişmeler göstermiştir.ve şuan sualtı ortamından ters etkilenmeden çok geniş çeşitlilikteki sualtı materyalini yerinden kaldırmak ve taraklamak mümkündür. (3)

Taraklama

DENİZ TRAFİĞİNİN ETKİLENMESİ

Deniz trafiğinin etkilenmesi: Çok yoğun trafik altındaki su yollarında batırılmış tünel (Immersed Tunnel) yapımı bazen deniz taşımacılığını engellemesi bakımından pek de uygun sayılmayabilir, gerçekte ise, bu gibi bir çok tünel başarılı bir şekilde ,böyle yoğun trafik altındaki su yollarında ve hiçbir problemle karşılaşılmaksızın, yapımı başarıyla tamamlanmıştır. (3)

Yüzdürme

SIZDIRMAZLIK

Deniz seviyesi altında yapılan tünel inşaatlarında akıntının batırılmış tünellerde (Immersed Tunnel) delme tünellere göre daha fazla olacağı olasılığı sık sık belirtilir, fakat gerçekte, batırılmış tüneller (Immersed Tunnel) delme tünellerden nerdeyse tüm uygulamalarda daha kuru bir ortam sağlar. Tabi ki bu zemin koşullarıyla, kullanılan inşaat elemanlarıyla doğrudan bağlantılıdır. Su altında yapılan eklemlerdeki sızdırmazlık doğrudan günümüzde düzinelerce yerde kullanılan sağlam contaların sağladığı etkiyle bağlantılıdır.(3)

Batırılmış Tünel En Kesit Şekilleri

Batırılmış tüneller (Immersed Tunnel) her durumda uygulanması uygundur denemez. Bunun yanında, eğer geçilecek bölge su içeriyorsa, batırılmış tünel (Immersed Tunnel) sistemi genellikle delme tünel sistemi ile karşılaştırılabilir bir çok fizibıl alternatif sunabilir örneğin ücret gibi.Ayrıca bu sistemin sağladığı daha bir çok avantaj vardır. Batırılmış tünellerin (Immersed Tunnel) en kesitleri dairesel olmak zorunda değildir. Nerdeyse hiçbir en kesit tipi otoyol, demiryolu gibi geniş yollara uygulama alanı vermez oysa batırılmış tünellerdeki (Immersed Tunnel) çeşitli en kesit tipleri bu uygulamalara izin vermektedir.(3)

Batırılmış tüneller(Immersed Tunnel) deniz seviyesinin altına iner inmez su yoluna yerleştirilebilir. Bunun zıttı olarak, delme tüneller genellikle stabıl zeminin içinde en üst seviyesi en az çapının uzunluğu kadar deniz seviyesinin altında olmak üzere yapılabilir. Bu bakımdan batırılmış tünellerin (Immersed Tunnel) giriş uzunluğu kısa ve/veya giriş eğimi daha düz olur ki buda bütün tüneller, özelliklede demiryolu tünelleri için büyük bir avantajdır.(3)

Tünel Şekillerinin Karşılaştırılması

Delme ve IMT Tünel En Kesit Farkları

Zemin koşullarının izin vermediği veya izin verilemez maliyetlerin bulunduğu durumlarda batırılmış tüneller (Immersed Tunnel) delme tüneller yerine tercih edilir. Örneğin yumuşak alüvyonlu zemin koşullarında veya geniş nehir yataklarında (Haliç, fiyort, koy, körfez gibi). Batırılmış tüneller (Immersed Tunnel) aynı zamanda deprem bölgelerinde de dizayn edilebilirler. Alttaki resimlerde kötü zemin koşullarına sahip, deprem bölgesinde yapılan bir batırılmış tünel (Immersed Tunnel) örneği görmekteyiz. (3)

Bununla beraber bu sistem deniz altı formasyonundan benzersiz şekilde etkilenmeyen bir sistemdir. Bu metottun hazırlık aşamasında kullanılacak 100 milyon metre küp gibi büyük hacimlere sahip toprak dolgunun taşınmasında ve 100 m den derin sularda daldırma ve bağlamada çeşitli problemler yaşanmaktadır, fakat daha öncede belirttiğimiz gibi bu sorunlarda aşılabilmektedir.(7)

Ne zaman Batırılmış Tünel (IMT) seçilmelidir? Ne zamanki bir su yolunu geçme ihtiyacı duyduğumuzda, batırılmış tünel (IMT) yapmayı düşünmeliyiz. Geçme tipinin en son seçimi elbette ki bir çok faktöre bağlıdır. Batırılmış tünel (IMT) yapılmasının en iyi olduğu durumların belirtileri aşağıda verilmiştir.(3)

Batırılmış Tünel (IMT) Örneği

EKSEN

Batırılmış tüneller (IMT) sığ sularda delme tünellerden daha kısa ve daha memnun edici bir eksende yapılabilir. (3)

EN KESİT

Batırılmış tünellerin (IMT) en kesitlerinin birden fazla kullanım alanları vardır. Örneğin geniş otoyollar ve kombine karayolları ve demiryolları için özellikle çok uygundur. (3)

SU DERİNLİĞİ

Gerçekte 100 m. ye kadar dizayn edilmesine rağmen Batırılmış tüneller tipik olarak 5m. İle 30 m. arasında derinliklerde uygulanır. Daldırılmış Yüzen Tüneller (SFT) de ise su derinliği önemsizdir. (3)

ZEMİN KOŞULLARI

En çok uygulanılan zemin koşulları yumuşak alüvyonlu malzeme olmaktadır. Bu gibi koşullar delme tüneller için genellikle pek uygun değildir. Aynı zamanda Batırılmış Tüneller (IMT) deprem bölgelerinde mükemmel bir şekilde dizayn edilebilir. (3)

ARAZİ KULLANIMI

Batırılmış Tüneller (IMT) batırma sahasında uzakta genellikle prefabrik olarak üretilir. Bunu izleyen tesisat işlerinin özellikle karaya yakın ve tamamen tıkalı arazilerde uygulanması kullanışlı değildir. (3)

ARAZİ ISLAHI

Taraklama işlemi tünel inşaat planı yapılırken nehir yatağına ve sahil şeridine yapılması geçerli bir fırsattır. Batırılmış tünel inşaatı (IMT) yapanlar genellikle kara ıslahı planlarında ortak hareket ederler. (3)

Delme tünellerden farklı olarak Batırılmış tünellerde (IMT) operasyon sırasında daha az zorlukla karşılaşılmakta ve işin ilerleyişinin kesilmesi riski daha az olmaktadır. Bu nedenle de batırılmış tüneller (IMT) alışıla gelmiş delme tünellerden daha hızlı inşa edilmektedir. (3)

Dünya’nın En Büyük Batırılmış Ulaştırma Tünelleri (Immersed Tunnels) (4)

İsim 

Ülke

Tamamlanma Yılı

Batırılmış Kısım Uzunluğu

Genişlik/m

Alan/m²

Hat Sayısı

Şerit Sayısı

Yaya Yolu Sayısı

Maksi. Derinlik /m

Drogden

Danimarka/İsviçre

1999

3510

42,0

147 420

22,0

Bay Area Rapid Transit

ABD

1970

5825

14,6

85 045

40,5

Fort McHenry

ABD

1987

1646

50,4

82 958

31,7

Hong Kong Eastern Harbor

Hong Kong

1989

1859

35,0

65 065

27,0

Tama River

Japonya

1994

1550

39,9

61 825

30,0

Kawasaki Fairway

Japonya

2000

1181

39,7

46 882

26,0

Western Harbour Crossing

Hong Kong

1997

1364

33,4

45 541

25,3

Elbe

Tyskland

1975

1056

41,7

44 035

29,0

Tokyo Port Road

Japonya

1999

1329

32,2

42 787

29,2

Baltimore Harbor

ABD

1957

1920

21,3

40 896

30,0

Piet Hein

Hollanda

1997

1265

32,0

40 480

17,0

Tokyo port

Japonya

1976

1035

37,4

38 709

23,0

Osaka South Port

Japonya

2000

1025

35,2

36 080

27,0

Liefkenshoek

Belçika

1991

1136

31,3

35 500

0,0

Hemspor

Hollanda

1980

1475

21,4

31 609

26,0

WillemspoorTunnel

Hollanda

1994

1014

28,8

29 223

17,5

Ted Williams Tunnel

ABD

1994

1173

24,4

28 654

30,0

Rotterdam Metro

Hollanda

1966

2855

10,0

28 550

0,0

Lafontaine

Kanada

1967

768

36,8

28 224

27,5

Sydney Harbour

Avusturalya

1992

960

29,4

28 224

25,0

Kawasaki Tunnel

Japonya

1981

840

31,0

26 040

22,0

Parana

Arjantin

1969

2367

10,8

25 564

32,0

J F Kennedy

Belçika

1969

510

47,9

24 404

25,0

Niigata Port Road

Japonya

2000

850

28,6

24 310

23,0

Hampton Road

ABD

1957

2091

11,3

23 524

37,0

Kobe Port

Japonya

2000

520

34,4

17 888

22,6

Drecht

Hollanda

1977

347

49,0

17 017

15,0

Maas

Hollanda

1943

584

24,8

14 466

22,5

Limfjord

Danimarka

1969

510

27,4

13 974

20,8

Tingstad

İsviçre

1968

454

29,9

13 575

16,0

Detroit River

ABD/Kanada

1910

782

17,0

13 294

24,4

Aktion-Preveza

Yunan Adaları

2000

900

12,6

11 340

26,5

Guldborgsund

Danimarka

1988

460

20,6

9 476

13,8

Oakland-Alameda

ABD

1928

742

11,3

8 385

25,5

Harlem River

ABD

1914

329

23,4

7 699

15,2

Detroit Windsor

ABD/Kanada

1930

669

10,6

7 091

18,5

Liljeholmsviken

İsviçre

1964

124

8,8

1 094

13,0

Friedrichshagen

Tyskland

1927

106

7,7

809

10,8

Ağırlığı deniz tabanına oturabilecek yeterlilikteki Batırılmış tüneller (Immersed Tunnel) değişik görevler için dizayn edilirler örneğin, deniz aşırı yakıt platformları için yapılırlar Batırılmış tüneller (Immersed Tunnel) yerine çok sağlam bir yapısı olan köprülerde kullanılmaktadır. Kuzey denizindeki Petrol platformları ile kara bağlantısını sağlamakla ilgili bir öneri de Aker Norveç Müteahhitlik Şirketinden geldi Petrol platformlarının alışılmış pozisyonlarına, çelik borular ile fakat batırılmış tüneller (Immersed Tunnel) gibi bağlantıyı sağlamayı önermiştir. Fakat batırılmış tüplerden (Immersed Tunnel) farklı olarak Aker tüpleri deniz tabanındaki çelik kutulara çelik halatlar ile bağlanmış olarak denizden yüzeye çıkması engellenmiş şekilde yüzdürmeyi önermiş ve buna gergin bacaklar adını vermiştir. (1)

Bu proje hakkında, Norveç Devlet Karayolları Topluluğu Proje Yöneticisi Havard Ostlid şöyle demiştir “ Biz bu yeni teknoloji hakkında çok fazla bir tecrübeye sahip değiliz.” Bilgisayarla modellemeler ve testler halen Norveç Bilim ve Teknoloji Üniversitesinde yapılmakta ve çeşitli şartlar altında davranışlar tespit edilmektedir.Ostlid ayrıca demiştir ki” Bununla beraber salınım yapıya zarar vermeyecek ve sürücülerde bu salınımı hissetmemeliler.” (1)

Bu projenin yaklaşık maliyeti 130 milyon $ olacaktır karşılaştırıldığı zaman delme tünellerle aynı maliyete sahiptir. Fakat SFT ye kim ki önümüzde ki bir iki yıl içinde inşaata başlarsa kesinlikle köprüden daha ucuza mal edecektir. Bununla beraber uygun bir tünelden de farklı olarak SFT de uygulanan düşük eğimler kullanan araçların daha az enerji harcamalarını sağlamaktadır. (1)

Yeni bir gelişme olarak ve Batırılmış Tünel (IMT) sisteminde karşılaşılan engelleri aşmak için Daldırılmış Yüzen Tüneller (Submerged Floating Tunnel) sistemi geliştirilmiştir.Bilindiği gibi Batırılmış Tüneller daha sığ sularda uygulanırken SFT yani daldırılmış yüzen tünel sistemi derin suları da rahatlıkla geçmeyi sağlamaktadır. Geleneksel batırılmış tünelciliğin (Immersed Tunnel) sonucunda su yollarını geçmek için tünel deniz seviyesini altına gömülüyordu. Yeni bir gelişme olan daldırılmış yüzen tüneller (SFT) su yolu boyunca asılmasını içermektedir, başka bir deyişle tünel kesiti zincirler yardımı ile deniz tabanına asılarak dubalar yardımı ile yüzdürülürler. (3)

Bu proje bu güne kadar uygulanmamıştı fakat Norveç’te bugünlerde bir SFT projesi dizayn edilmektedir. Daldırılmış yüzen tüneller (SFT) daha sığ bir geçki sağlamakla beraber çok çok fazla derin sularda kullanılabilmektedir. Bilindiği gibi çok derin sularda Batırılmış tünel (Immersed Tunnel) yapmak teknik açıdan ve aşırı maliyetleri nedeni ile yapılamamaktaydı. Bu nedenle daldırılmış tüneller SFT fiyort, derin, dar deniz kanallarında ve derin göllerde uygulanabilir. Daldırılmış yüzen tüneller (SFT) fiyortları, geçmek için uzun açıklıklar gerektiren gölleri, geçmek için gayet gerçekçi bir düşüncedir. Tünellerin deniz tabanının üstünde olması belki ekonomik değildir ama derin sularda yapılan geleneksel köprüler de bazen aşırı maliyetlere ulaşmakta ve fizıbıl çözümler sunamamaktadır. Araştırmacılar NTNU ve SINTEF Norveç Devlet Yolları Bakanlığı ile beraber Daldırılmış yüzen Tünelleri (SFT) modellemekte ve nümerik simülasyonlar ile fiziksel tecrübeler edinmektedirler ve bu sayede de SFT’nin teknik fizıbıl çözümlerini elde etmektedirler. (8)

Daldırılmış yüzen tünellerin (SFT) yapım, iş, izolasyon standartları daha önceden çok iyi bilinen batırılmış tüneller ile (IMT) çok benzerdir. Bu sistem aynı zamanda elde edilen tecrübeler ışığında marina inşaatlarında,kuzey denizindeki ve benzer yerlerdeki petrol platformlarında,inşaat ve izolasyon bakımından büyük kazançlar ve menfaatler sağlayacaktır.(8)

Prensip olarak tüpler inşaatın ilk elemanı olup kuru ortamda veya kızak yolunda monte edilmiş olacaktır. Tüpler sonundaki bulkheadler ile yüzebilir şekilde yapılmış olmalıdır. Burada şantiye koşullarına bağlı olarak bütün elemanlar güvenlik göz önüne alınarak bağlanmış olabilir, öyle ki en son işlem yapılmadan önce elemanlar çok büyük uzunluklarda inşa edilerek kullanılabilir. Burada esas işlem uzun yapıların, örneğin kablolar ve bağlantı noktaları gibi, izolasyonunun iyi yapılmış olmasıdır. Bu gibi bir proje olan Heidrun TLP 300m su derinliği içeren deniz aşırı bir bağlantıyı 1995 de Kuzey denizinde gelişmiş teknolojileri kullanarak dizaynı gerçekleştirilmiştir. (8)

Havalandırma ve Aydınlatma

Tabana Bağlanma Tekniği

SFT Daldırılmış yüzen tüneller benzer önem taşıyan köprü, tünel gibi yapıların dizaynında ve inşasında kullanılan uluslar arası standartlara göre dizayn ve inşa edilirler. Denetleme ve müşavirlik aşamalarında çevreye etkisi ve kaza riskleri devamlı kontrol altında tutulur. (8)

SFT Daldırılmış tünellerde aydınlatma ve havalandırma diğer tünellerle hemen hemen aynıdır ve sürücülerin konforu aynı düzeyde hissetmeleri düşünülmüştür. Bunun yanında SFT Daldırılmış yüzen tünellerde uzunluğun, eğimin daha az olması ve daha sığ bir geçişte dizayn edilmesi nedeni ile güvenlik daha risksiz sağlanabilmektedir ve diğer tünellere göre büyük avantaj sağlamaktadır. (8)

Daldırılmış yüzen tüneller SFT çok kompleks yükleme koşulları altında çalışmaktadır. Çevresel yükler, hareketli, zati yükler gibi. (8)

Bu yüklemeler dalgalardan,yayılı yüklerden, deprem yüklemelerinden ve değişken su yoğunluklarından gelmektedir. Normalde deniz inşaatlarında çok büyük öneme sahip olmayan bu yüklemeler Daldırılmış yüzen tünellerde (SFT ) dinamik etkilere sebep verebilmektedir.

Geçtiğimiz yıllar içinde, bu konunun araştırmasında kıymete değer ilerlemeler görülmüştür. Sistem modellenip farklı yükleme şekilleri altındaki davranışı incelenmiş olup moment ve kesme kuvvet diyagramları çıkarılmış ve sistemin her zaman güvenli kabul edilebilir bölgede kaldığı görülmüştür. Prefabrik yolun içine sokulmuş plakları kazık bağlar ile temele bağlayarak deniz altındaki çalışmaları daha iyileştirme ve kolaylaştırma amacı güdülmüş ve bu sayede de, plak elemanı üzerindeki basınç azaltılmıştır ayrıca bütün bunlar sayesinde 100 m den daha fazla derin yerlerde tüp tünel uygulamaları kolaylaştırılmıştır. (8)

FE Analizi Sonucunda Gerilme Dağılımının Görünümü

Problemler genelde Batırılmış tüneller (IMT) ile hemen hemen aynıdır.Devamlı üretim ve plak elemanının deniz aşırı taşınması işi, daldırma ve birleştirme işlerinin güvenliği ve güvenilirliği ve kazıkların temele bağlanma işi çok derin sular için bile tamamen güvenlidir. Bununla beraber gemilerin ve deniz altıların tünelin yakınlarında kaza yapma ve batma riskleri hala tartışma konusudur. Bu nedenle sistemin yakınlarında manevra yapan gemilerin tamamen güvenli hareket etmelerine gereksinim duyulmaktadır. (8)

Daldırılmış Yüzen Tünel Örnekleri SFT

Bu güne kadar henüz bir Daldırılmış yüzen tünel inşa edilmemiştir. Norveç’te 50 yıl dan buyana yapılması planlanmakta olup, İtalya da Messina geçişinde 30 yıl önce inşası başlanan SFT sisteminin yapımı sürmektedir. Japonya dada yaygın bir şekilde kullanımı planlanmaktadır. (8)

İleriki yıllarda yapılması planlanan bazı projeler şöyledir.

Storfjorden, Norway

Hogsfjord, Norway

Lake Lugano, Switzerland

Strait of Messina, Italy

Funka Bay, Hokkaido, Japonya

STORFJORDEN, NORWAY (8)

Storfjorden Norveç in batısında ve çok derin fiyortlarla kaplı bir bölge olup SFT daldırılmış yüzen tünel uygulamaları için çok iyi bir örnek yeridir. Burada SFT daldırılmış yüzen tünel sistemi karayolu için sığ bir bağlantı sağlayabilmektedir.

Ortalama derinlik

2500 m

Maksi. Derinlik

400 m

Dizayn Akım Hızı

0,4 m/s

Tünelle kadar su derinliği

35 m

Dalga boyu

2,0 m

Deniz taşımacılık trafiği azdır

(9)

HOGSFJORD, NORWAY(8)

Norveçliler genellikle fiyortları feribotla geçmeyi tercih ederler ve genelde kalıcı geçişler köprü ile yada deniz altı tünelleri ile yapılmaktadır. Fiyortlar ise genelde köprü geçişine izin vermeyecek kadar geniş ve deniz altı tünel veya batırılmış tünel (IMT) geçişine izin vermeyecek kadar derin olmaktadır.

Bu durumlar Hogsfjord dada mevcut olup burada daldırılmış yüzen tünel (SFT) sistemi yapılması planlanmıştır. Bu projenin fizibilite çalışmaları yapılmıştır ve başlama emri verildiği zaman ana inşaat standartlarına ve daha fazla yatırıma ihtiyaç olacaktır.

Ortalama derinlik

1400 m

Maksi. Derinlik

150 m

Dizayn Akım Hızı

0,4 m/s

Tünelle kadar su derinliği

20 m

Dalga boyu

2,0 m

Az ama önemli deniz taşıma Trafiği

LAKE LUGANO, SWİTZERLAND(8)

Bu plan demiryolu geçişi için Lugano gölünde dizayn edilmiştir. Geçişin bir kısmı ALPTRANSİT demiryolu hattını kapsamakta olup güneyde Basel den İtalya sınırına kadar yapılacaktır. Kullanışlı bir köprü dizaynı göl çevresinde görüntü kirliliğine sebep olacağı düşünülmüştür.

Ortalama derinlik

1260 m

Maksi. Derinlik

74 m

Tünelle kadar su derinliği

6 m

Açıklık Sayısı

Temel

Kazıklı

STRAİT OF MESSİNA, ITALY(8)

Ulaştırma komitesi bugünlerdeki yoğun feribot trafiğinden dolayı Mesina Boğazı geçişi için birkaç öneri sunmuşlardır bunlar asma köprü ve Daldırılmış yüzen tüneldir (SFT).

Ortalama derinlik

3000 m

Maksi. derinlik

350 m

Dizayn Akım Hızı

1,2 m/s

Tünelle kadar su derinliği

55 m

Dalga boyu

9-16 m

Önemli sismik aktiviteler

Yoğun Deniz Taşımacılığı Trafiği

FUNKA BAY, HOKKAİDO, JAPONYA(8)

Bu proje Kuzey denizi aksında Hokkaido adaları arasında daha verimli bir ulaştırma koridoru elde etmek için planlanmış olup, projenin önemli bir kısmı Funka Bay dağı geçişidir. Bu proje köprüler ve bir o kadar da Batırılmış tüneller (IMT) ve daldırılmış yüzen tüneller (SFT) içermektedir.

Ortalama derinlik

1400 m

Maksi. derinlik

150 m

Ortalama Akım Hızı

0,6 m/s

Tünelle kadar su derinliği

20 m

Dalga boyu

1,5 m

Önemli sismik aktiviteler

Yoğun Deniz Taşımacılığı Trafiği

Batırılmış Tünel IMT yıllardır kullanılmakta olup, gelecekte de oluşacak tecrübeler ile elde edilecek düşük maliyeti, uygulama kolaylığı ve daha bir çok artısı nedeni ile önümüzdeki yıllarda da sığ suları alttan geçmede kullanılacaktır. Yeni bir sistem olan SFT Daldırılmış Yüzen Tüneller ise şu an deneme aşamasında olduğundan maliyeti yüksek olsa da Norveç Hükümetinin de belirttiği gibi gelecekte doğal su engellerini özellikle de aşırı derin ve dar yerlerde gerekli eğimler elde edilemediğinden IMT’nin uygulanamadığı bölgelerde, kullanımı yaygınlaşacaktır. Gerçekte başka bir çözümde yoktur.

KAYNAKLAR

www.sciam.com/0797issue/0797techbus5.html

BOZKURT M. , 1998, İTÜ Matbaası, Tüneller ders notları, 2. baskı

http://www.ita-aites.org/tritu/tritu.html

www.nccse/verksamh/produkte/pdf-filer/drogden2.pdf

SUNU M. ,2002, Tünel Yapım Sistemleri Ders Notları, YTÜ.

www.fujitaresearch.com/reports/Tunneling.html

www.iijnet.org/IHCC/

www.nSFT.no

www.olavolsen.no/Mrin_NSFT.htm

Kategori: Bilim


Rasgele...


Destekliyoruz arkada - arkadas - partner - partner - arkada - proxy - yemek tarifi - powermta - powermta administrator - Proxy