Orman yolları yapımında kaya patlatma tekniği ve çevresel etkileri üzerine bir araştırma
An investigation on rock blasting technique and its environmental effects at forest road construction
Yazar: SADIK ÇAĞLAR
Danışman: PROF. DR. H. HULUSİ ACAR
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Orman Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: Ormancılık ve Orman Mühendisliği = Forestry and Forest Engineering
Dizin: Orman yolları = Forest roads ; Çevresel etki = Environmental impact

Özet:
Orman ekosistemi, başta orman yolları yapımı olmak üzere kendine yapılan her türlü müdahaleden etkilenmektedir. Orman yolları ormancılık faaliyetlerinin gerçekleştirilmesinde vazgeçilemez temel alt yapı tesisleridir. Dağlık arazide inşaatı sürdürülen orman yolu inşaatlarında patlatmalı kaya kazısı kaçınılmazdır. Uygun tekniklerin kullanılmadığı kaya patlatma yöntemleri ciddi boyutta çevresel tahribatlara neden olmaktadır.Bu çalışmada, Trabzon Orman Bölge Müdürlüğü sınırları içindeki beş ayrı orman yolundaki delme patlatma tekniği ve ortaya çıkardığı çevresel etkileri incelenmiştir. Her bir atımda uygulanan patlatma tasarımı parametreleri belirlenerek, mevcut kaya patlatma tekniği sonuçları çevresel açıdan belirlenmiştir. Kaya patlatma nedeni ile oluşan kaya fırlaması, yer sarsıntısı ve hava şoklarının azaltılmasına ilişkin, çevresel açıdan uygun kaya patlatma tasarımı ve modeli ortaya konulmuştur.Araştırmanın sürdürüldüğü orman yollarında, yörede yayılış gösteren granit, kireçtaşı, bazalt, bazaltik tüf ve volkanik breş türlerindeki kayalar patlayıcı maddelerle patlatılmıştır. Kaya fırlamasına neden olan parametreler belirlenerek, kaya fırlaması uzaklığının tahmini için model geliştirilmiştir. Kaya patlatmanın çevresel etkilerinden; yer sarsıntısı ve hava şokunun ulusal ve uluslararası standartlara göre hasar potansiyelleri belirlenmiştir. Ayrıca, patlatmalı kazı yöntemi uygulanan kayalarda kazı zorluğu ve delme-patlatmanın gerekli olup olmadığı araştırılmıştır. Çalışmanın sonucuna göre orman yollarında gerçekleştirilen kaya delme ve patlatmanın kişisel tecrübeye göre yapıldığı, özellikle sıkılama boyunun olması gerekenden daha az uygulandığı, gecikmeli kapsüllerin gelişigüzel düzende kullanıldığı ve kaya fırlamalarının orman ağaçları üzerinde ciddi hasarlar oluşturduğu belirlenmiştir.Orman yollarında gerçekleştirilecek kaya patlatmaları sonucu oluşan kaya fırlamaları bu çalışma ile geliştirilen model yardımıyla tahmin edilebilecektir. Yine maksimum parçacık hızı tahmini için geliştirilen model yardımıyla, ölçekli mesafeye göre hasar olasılığı önceden tahmin edilerek patlatma tasarımları oluşturulacaktır. Sonuç olarak, gelecekte inşa edilecek orman yollarında kaya patlatmanın verimliliği ile çevresel kriterleri dikkate alan delme-patlatma tasarımları yapılmalıdır.

Abstract:
Forest ecosystem is affected by any interference especially most of all by forest road construction. Forest roads are the unavoidable infrastructure foundations in performing forest activities. Rock blasting excavation is inevitable during the forest road construction on mountainous steep terrain. Rock blasting methods without using appropriate techniques cause serious environmental damages.In this dissertation, the rock drilling and blasting technique and its environmental effects were investigated on five different forest roads at Regional Forest District of Trabzon. By determining designing parameters of each blasting application, the effects of current rock blasting technique on the environmental were determined. In terms of reducing rock flying, ground vibration and air blasts due to rock blasting, environmentally acceptable rock blasting design and model was suggested.Granite, limestone, basalt, basaltic tuff, and volcanic breccias type rocks were blasted by using explosives at the forest roads construction of study area. By determining the parameters causing rock flying, a model was developed to estimate the distance of flying rocks. As the environmental effects of rock blasting, potential damages of ground vibration and air blast were evaluated by considering national and international standards. Besides, difficulties of excavation operation by using rock blasting method and the necessities of drilling-blasting operation were investigated. The results from the research indicated that the current rock drilling and blasting operations on forest roads were performed according to work experiences, especially the stemming length was applied shorter than it should have been, delay time capsules have been used randomly, and rock flying generated serious damages on forest trees.The rock flying due to rock blasting applied on forest roads will be estimated by using the model developed in this research. Besides, by using the model developed to estimate maximum particle velocity, blasting designs will be generated by predetermining probability of the damages according to scaled distance. Thus, the rock drilling-blasting designs, considering productivity of rock blasting and its environmental criteria, should be implemented in constructing future forest roads.