Iski avrupa yakası 2. kısım Yenikapı atıksu tünelinde kullanılan EPM-TBM'in S6 - S7 kuyuları arasındaki performansının incelenmesi
The performance analysis of an EPM TBM used in iski european side 2nd part Yenikapi sewerage tunnel between S6 and S7 shafts
Yazar: BURAK GÜRKAN
Danışman: DOÇ. DR. HANİFİ ÇOPUR
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
Günümüzde altyapı çalışmalarının artmasıyla birlikte, bu ihtiyacı karşılamak üzere mekanize kazı sistemleri geliştirilmiştir. Bu mekanize kazı sistemleri içerisinde yumuşak zeminlerde kazı yapmaya uygun pasa basınçlı tünel açma makineleri (EPB TBM'ler) avantajlarından dolayı en popüler makineler olmuşlardır. Bu çalışmada da İstanbul Su ve Kanalizasyon İdaresi (İSKİ)'nin yaptırdığı Avrupa Yakası İkinci Kısım Atıksu Tüneli Projesi'nde kullanılan EPB TBM'in performans parametreleri ve bu parametrelerin birbirleriyle olan ilişkisi incelenmiş, projenin tanıtımı, projenin jeolojisi ve projede kullanılmış olan TBM'in özelliklerinden bahsedilmiştir.TBM ilerlemesi sağlanırken, jeolojik formasyon değişimi sırasında formasyonlar arası sınırı oluşturan fay hattının yüzeyde bulunan Cerrahpaşa Hastanesini etkilemesiyle hastanede deformasyon oluşmuştur. Hastahane öncesi ilerleme güzergahında Kuşdili formasyonu gözlenirken; fay geçildikten sonra Güngören formasyonu gözlenmiştir. Bu sebeple performans analizi her jeoloji için ayrı ayrı ve toplu olarak incelenmiştir.TBM performansı incelenirken tork değeri, toplam itme (baskı) kuvveti, RPM, FER, FIR gibi parametreler incelenmiş, performans kriterleri ile ise günlük ortalama ilerleme, makine faydalanma oranı, net kazı hızı gibi kriterler ortaya konmuştur.Performans parametrelerinden, zemin koşullandırmasıyla ilgili parametrelerin diğer parametreler ile en çok etkileşim gösterdiği gözlenmiştir. Kuşdili formasyonu, Güngören formasyonu, Geçiş zonu ve tüm tünel güzergah jeolojisinde yapılan gözlemlerde köpük enjeksiyon oranı (FIR) ile penetrasyon oranı değerleri arasında her bir jeolojik formasyonda mükemmel dereceli ilişkiler bulunduğu görülmüştür. Aynı şekilde, her formasyon için ve tüm tünel güzergah jeolojisi için yapılan gözlemlerde köpük enjeksiyon oranı (FIR) ile 1mm'lik penetrasyon için gerekli olan baskı kuvveti arasında her bir jeolojik formasyonda mükemmel dereceli ilişkiler görülmüştür.Ortalama vardiya ilerlemesi Hastane öncesi (Kuşdili formasyonu) 5,98 m iken, hastahane sonrası (Güngören Formasyonu) 6,44 m olmuştur. Ortalama aylık ilerleme ise Hastane öncesi 120,7 m iken sonrasında 288,9 m olarak gerçekleşmiştir. Bu artışta en önemli etken Hastane öncesi günde 12 saatlik 1 vardiya düzeninde çalışılırken, sonrasında günde 2 vardiya düzenine geçilmesidir. Kuşdili formasyonunda performansın biraz daha düşük olmasının diğer bir nedeni de projenin öğrenme evresi nedeniyle işlerin yavaş gitmesi olabilir.Arıza ve duraklama nedenleri gruplandırılmıştır. Arıza süreleri ve karşılaşılma sıklıkları karşılaştırılmıştır. Makineden faydalanma oranı tüm formasyonlar için ortalama %24,5 olmuştur. TBM'den kaynaklanan arızalar tüm çalışma süresinin %11'ini kapsamıştır. TBM'den kaynaklanan arızalar içerisinde en çok süreyi toplam çalışma süresi içerisinde %3,22 ile elektrik arızaları yer tutmuştur. TBM kazı destekleyici sistemlerde gözlenen arızalarda ise toplam çalışma süresinin %2,18'i ile band sistemi arızaları yer kaplar. TBM'den kaynaklanmayan duraklamalarda ise toplam çalışma süresinin %4,44'ü ile en fazla süreyi vagon beklemeleri yer almıştır.Anahtar Kelimeler: TBM, EPB, performans, FIR, FER, itme kuvveti, tork

Abstract:
In this study, the performance of a TBM used in Yenikapı Sewerage Tunnel is analysed. General Directorage of Istanbul Water and Sewerage Administration (ISKI) is owner of the project. In study, detail of the project, tunnel layout and geology, technical data of TBM, the parameters affecting TBM performance and correlations between the parameters are mentioned.When the advancement continuing in Kuşdili formation, TBM comes across, a geological fault (transition zone) near down to Cerrahpaşa Hospital laboratory building. The building is effected with slight deformation by passing under it. After the faulty zone Güngören formation is observed. Therefore, TBM performance is analysed for every geological condition.In performance analyses, the parameters affecting TBM performance such as torque, thrust, RPM, FIR and FER, are analyzed. In addition to this, correlations betwen the parameters are analyzed.In analysis, soil conditioning parameters had the highest correlation values with other parameters. Between FIR and penetration rate values, the ?perfect correlation? was observed on every geological formation (Kuşdili formation, Güngören formation, Transition geology and overall geology). In the same way, correlation between FIR and thrust force for 1 mm penetration rate values had ?perfect correlation?.Before the Hospital ( in Kuşdili formation) the avarage shift advance and monhtly advance rates are 5,98 m/shift and 120,9 m/month. After it ( in Güngören Formation) average shift advance and monthly advance are 6,44 m/shift and 288,9 m/month.Downtime and breakdown causes are grouped for analysis. Frequencies and durations are compared. In observations, stoppage caused by TBM had %11 of all working time. Electrical breakdowns had %3,22 of total stoppage time caused by TBM. In all progress, train delay had the %4,4 of working time.Key words: EPB, TBM, performance, torque, thrust, FER, FIR