Tünel açma sistemlerinde çelik lifli püskürtme betonun uygulanabilirliği
Applicability of steel fiber sprayed concrete in tunnel excavation techniques
Yazar: HALİL İBRAHİM AYIŞ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. Z. CANAN GİRGİN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Tünel açma yöntemleri teknolojik gelişmelere uygun olarak sürekli gelişmektedir. Buna paralel olarak kullanılan teknik donanım da sürekli gelişim içindedir.Tünel açma yöntemlerinden özellikle Yeni Avusturya Tünel Açma Yöntemi (NATM), 1960'lı yıllardan itibaren önemli tünel teknolojilerinden biri haline gelmiştir. Çalışmada NATM'ın son yıllardaki gelişimi, İstanbul Metrosu'ndaki uygulama şeklini de içerecek şekilde detaylı olarak ele alınmıştır.Kazı destekleme sisteminin en önemli öğesi olan püskürtme beton ve lifli püskürtme beton teknolojisi, teorik ve deneysel özellikleri ile yer almaktadır. Bu çerçevede püskürtme betonun kullanım alanları, işlevsel özellikleri, uygulama yöntemleri, malzeme bileşenleri ve ekipmanları tanıtılmıştır. Püskürtme betonda kullanılan katkıların mekanik büyüklüklere etkileri ile çelik lifli püskürtme betonda lif tipi ve miktarının performansa etkisi araştırılmıştır.Tez kapsamında gerçekleştirilen bir seri püskürtme beton deneyinde püskürtme betonun karışım tasarımı ile püskürtme hava basıncının; betonun yerleşimi, basınç dayanımı ve geri sıçrama miktarına etkisi araştırılarak bir optimizasyon çalışmasının yapılması amaçlanmıştır. Nihai olarak, deneysel sonuçlardan yararlanarak çelik lif kullanımının maliyetlere olan etkisi incelenmiştir.Bu çalışmanın Birinci Bölümünde problem, çalışmanın amacı, kapsamı ve izlenecek yöntem tanımlanmıştır.İkinci Bölümde pratikte en çok karşılaşılan tünel açma ve destekleme yöntemlerinin (Delme-Patlatma, NATM, TBM ve EPBM) tarihçesi, genel ilkeleri ve kazı destekleme sistemlerinin seçimiyle ilgili karar verme amaçlı teknik bilgiler verilmiştir.Üçüncü Bölümde, püskürtme beton bileşenleri ve teknolojisi literatür eşliğinde incelenmiştir.İstanbul Metrosu 4.Levent-Ayazağa-Hacıosman Metro Projesi kapsamında açılan tünellerde gerçekleştirilen püskürtme beton deneyleri ve elde edilen sonuçlar Dördüncü Bölümün konusunu oluşturmaktadır.Beşinci Bölümde ise çalışmada elde edilen sonuçlar verilmiştir.Anahtar kelimeler: Tünel Teknolojisi, NATM, TBM, EPBM, Püskürtme Beton, Çelik Lifli Püskürtme Beton

Abstract:
Tunnel excavation and earth retaining methods have been improving constantly in accordance with technological developments. In parallel with this, technical equipments are in continuous development as well.In this study, the history and general rules of the commonly applied tunnel excavation and earth retaining methods (Boring-Blasting, NATM, TBM, and EPBM) and technical information on how to decide choosing earth retaining systems are given.Especially, New Austrian Tunnelling Method (NATM) has become one of the important tunnel technologies since 1960?s. In this study, NATM has been elaborately investigated by including recent developments and applications in İstanbul Metro Line System.This study also includes shotcrete and fiber reinforced shotcrete (sprayed concrete) technologies, which are the most important part of the earth retaining system, with their theoretical and experimental characteristics. The shotcrete and mixture design are investigated according to theoretical researches and in situ tests.Within a testing program, the relations among the mixture design of shotcrete, air pressure during spraying, rebound, compressive strengths were investigated in in-situ applications. In the second stage the effect of steel fibers on rebound and compressive strengths were determined. Then theoretical cost estimations were performed based on experimental results.The scope, importance, method and assumptions of this study are introduced in the First Section.The Second Section establishes the history, technical characteristics, equipments of commonly applied tunnel boring and earth retaining methods.Sprayed concrete technologies, mixture design principles and equipments are presented in the Third Section.The experimental studies and results were emphasized in the Fourth Section.The Fifth Section covers the results of experimental studies executed in this study.Keywords : Tunneling technologies, NATM, TBM, EPBM, Sprayed Concrete, Shotcrete, Steel Fiber Shotcrete