Marmaray projesi sirkeci istasyonu pilot tünel kazılarına bağlı gelişen yüzey deformasyonlarının değerlendirilmesi
Assesment of the pilot tunnel induced ground surface deformations of the marmaray project sirkeci station
Yazar: CANDAŞ TOPAL
Danışman: DOÇ. DR. YILMAZ MAHMUTOĞLU
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Dolgu oturmaları = Filling settlements ; Kaya mekaniği = Rock mechanics ; Yeni Avusturya tünel inşa yöntemi = New Austrian tunneling method ; Zemin mekaniği = Soil mechanics ; Zemin oturması = Ground subsidence

Özet:
Bu tezin amacı Marmaray Projesi kapsamında yapımı gerçekleşen Sirkeci İstasyonu Pilot tünel kazılarına bağlı olarak gelişen yüzey deformasyonlarının, hattın jeolojik özelliklerini de dikkate alarak jeoteknik parametrelere göre incelemek ve ikiz pilot tünel kazılarına bağlı gelişen yüzey deformasyonlarını analiz etmektir. Tez kapsamında bölgenin jeolojik özellikleri, bölgedeki mühendislik uygulamaları ve uygulama sırasında oluşan çevresel etkileri ortaya koyan izleme verileri birlikte değerlendirilmiştir.
Bu analiz ve değerlendirmeler sonucunda şu bulgular elde edilmiştir;Sirkeci İstasyonu'na ait yeraltı açıklıkları proje kesiti kazılarına geçilmeden önce pilot tünel kazılarının gerçekleştirilmesi, ortam özellikleri ve davranışlarının belirlenmesi, kazı kaynaklı yüzey deformasyonlarının kestirimi ve denetimi açısından büyük yarar sağlamıştır. Pilot tünel kazıları neticesinde, istasyonun yerleşeceği ekseni oluşturan jeolojik ortam görülerek detaylı olarak tanımlanabilmiş, ileride oluşabilecek yüzey ve yeraltı deformasyonları sağlıklı bir şekilde kestirilebilmiştir.İnceleme alanını kaplayan Arkeolojik Dolgunun, boşluklu ve çoğunlukla kemerleşmeye müsade etmeyen bir yapı olduğu belirlenmiştir.Kemerleşmeye müsade etmeyen Arkeolojik Dolgunun içerisindeki yeraltı suyunun tünellere drenajı neticesinde bazı lokasyonlarda konsolidasyon oturmalarının oluştuğu belirlenmiştir.İncelenen kesitlerden henüz tünel kazıları gerçekleşmeden önce, jeolojik ortamın Batı ve Doğu Havalandırma Şaftları, İstasyon Kuzey Girişi'nin bir bölümü ve Doğu Havalandırma Bacasına komşu Kaçış Şaftı kazısı tarafından örselendiği gerçeği inceleme sırasında göz önünde bulundurulmuştur.Bazı kesitler üzerine denk gelen yüzey oturmaları, 1. Pilot Tünelin (Güney Pilot Tünel) kazısı sırasında, bu tünel üzerinde, 2. Pilot Tünelin (Kuzey Pilot Tünel) kazısının sonrasında da ise 2. Pilot Tünel üzerinde maksimum değere ulaştığı belirlenmiştir. Bunun sebebinin bir önceki maddede bahsedilen ilk örselenmeler olduğu ve arkelojik dolgunun kemerleşmeye müsaade etmeyen yapısından dolayı sağlam bir kaya yapısı gibi hareket etmek yerine daha çok akıcı bir malzeme gibi hareket etmesine bağlanmıştır.Havalandırma Bacaları, Kaçış Şaftı ve İstasyon Kuzey Girişi kazılarının bulunduğu kısımların diğer bölgelere göre ilk kazılardan daha fazla etkilenerek örselendiği görülmüştür. Proje kapsamında yüzeydeki binaların oturma eğrileri detaylı bir şekilde incelenmiş ve gerekli görülen lokasyonlarda zemin iyileştirme çalışmaları yapılmıştır.Bölgedeki bazı binaların zemininde gelişen konsolidasyon oturmalarını yavaşlatmak için, bu binaların temeline yönlü sondajlar ile ulaşılmış ve yeraltı suyunun tünellere drenajı nedeniyle zemin suyu kaybına bağlı oluşan konsolidasyon oturmalarını engellemek için yüzeyde kurulan bir sistem ile zemine su enjekte edilip, su seviyesi düşümü kontrol altında tutulmuştur.Nihai sonuç olarak, yüzey deformasyonlarının kritik olduğu tünel projelerinde, jeolojik ortamın tünel kazılarına nasıl tepki verdiğini incelemek ve ileride oluşabilecek deformasyonları tahmin edebilmek için önceden açılacak pilot tünel kazılarının kent içi kazılarında göz önünde tutulmasının yararlı olduğu görülmüştür.

Abstract:
The aim of this thesis is to analyze ground surface deformations resulted in the pilot tunnel excavation, which were executed during the Marmaray Project- Sirkeci Station's construction. Within the thesis research work, local geological parameters were evaluated together with monitoring data and environmental effects of the engineering applications.
As a result of these comparisons, the following conclusions were observed.The pilot tunnel excavations provided very valuable information regarding the behavior of the surrounded rock and tunnel induced surface deformations and their prediction and monitoring methods before start the project sections of the Sirkeci Station's underground openings. The form of the archeological filling material, which covers the research area, was observed as in porous and non-bridging structure.Due to the drainage of the underground water from archeological filling layer to the tunnels, in some locations consolidation settlements were observed.The primary ground deformations due to the East- West Ventilation Shafts, Escape Shaft and North Entrance excavations were considered while studying the surface settlements which occurred on studied section lines.Ground surface settlements on some section lines were observed as follows; during the passing of first pilot tunnel, surface settlement were occurred above the first pilot tunnel and during passing the second passing pilot tunnel this settlement reached to the maximum value. This circumstance was expressed by the behavior of the Archeological Filling Material, which has very heterogeneous and cavernous structure and its matrix does not allow to bridging after long term drainage.It was observed that the nearest locations to the Ventilation Shafts, Escape Shaft and Station North Entrances were affected by the primary excavationsDuring the project execution phase, the existing surface structures were monitored closely and soil improvement works were conducted for required locations. In some buildings, consolidation settlements were observed due to the drainage of the groundwate to the tunnels. In order to minimize the consolidation settlements of these buildings, inclined bore holes were drilled towards to the building's ground points, where drainage occurs in higher values, and with the help of water injection system, which was established on surface, continuous water injection were applied to these ground points to keep stable the underground water table. Consequently it shall be stated that in critical urban infrastructure projects, excavation of the pilot tunnels, as primary tunnels, plays very important role to understand and predict the behavior of the surrounded geo-environment.