Mecidiyeköy-Mahmutbey metrosu tbm güzergahlarındaki zeminin jeoteknik özellikleri ile yüzey deformasyonlarının ilişkisi
Relation of surface deformation and geotechnical properties of soil on tbm line in Mecidiyekoy-Mahmutbey metro project lines
Yazar: TÜLAY ÇİNAR
Danışman: PROF. DR. SÜLEYMAN DALĞIÇ
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji (Hidrejeoloji) Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Tünel açma makineleri = Tunnel boring machinery ; Tünel açma yöntemleri = Tunnel boring methods ; Tüneller = Tunnels ; Yüzey deformasyonu = Surface deformation ; Zemin deformasyonu = Soil deformation ; Zemin oturması = Ground subsidence

Özet:
Bu çalışmada, Mecidiyeköy-Mahmutbey Metrosu Yenimahalle-Karadeniz İstasyonları arası güzergahta karşılaşılan zemin ve kaya ortamlarda gerçekleştirilen arazi ölçüm, gözlem ve deneyleri ile laboratuvar verileri kullanılarak güzergahın mühendislik jeolojisi açısından değerlendirilip, yüzey deformasyonlarının irdelenmesi amaçlanmıştır.
İncelenen tünel güzergahının mühendislik özelliklerinin belirlenmesi amacı ile derinlikleri 30-38 m. arasında değişen 12 adet araştırma sondajından elde edilen SPT deneyleri, sondajların farklı derinliklerinde uygulanan pressiometre ve basınçlı su testi deneyleri, sondaj manevra boyları için hesaplanan RQD değerleri ile laboratuvar deney sonuçları kullanılmıştır.
Araştırma deney ve gözlem amaçlı sondaj loglarından yararlanılarak hattın 1/1000 ölçekli boy kesiti hazırlanmıştır. Tünel güzergahı çift hat olup, toplamda 3122 m. uzunluğundadır ve örtü kalınlığı yaklaşık olarak 15 m ile 22 m arasında değişkenlik göstermektedir.
Tünel Açma Makinesi kullanımının gerçekleştirildiği projede bu türden ortamlara uygun olan EPB-TBM tercih edilmiştir. İnceleme güzergahı boyunca 2 adet TBM makinesi Yenimahalle İstasyonu'ndan girerek Karadeniz Mahallesi İstasyonu'nda tünel kazısını tamamlamışlardır.
İnceleme yapılan güzergahta Trakya, Güngören ve Çukurçeşme Formasyonlarına ait zemin ve kaya niteliğinde birimlerden geçilmiş olup, yüzeyde yer alan yapılarda meydana gelen deformasyonlar incelenmiştir.
Güzergah boyunca kazı ile gelişen deformasyonların gözlemlenebilmesi için tünel dışında (yeryüzünde) ölçüm - izleme ağı kurulmuş ve bunlar kazı ilerlemesine bağlı olarak önceden belirlenmiş zaman aralıklarında ölçülmüştür. Ancak uygulama sırasında, anomali ile karşılaşılması durumunda ölçüm sıklığı belirli noktalarda revize edilmiştir.
Tünel kazı seviyesinde Trakya Formasyonu'na ait kaya niteliğindeki birimler RQD değerlerine göre yapılan sınıflamada çok zayıf - zayıf kaya olarak nitelendirilmiştir. Güngören Formasyonu'na ait killerinin SPT sonuçlarına göre üst seviyelerde orta katı-katı, alt seviyelerde sert kıvamda olarak değerlendirilmiştir. Çukurçeşme Formasyonu'na ait kumların SPT sonuçlarına göre üst seviyelerde orta sıkı-sıkı, alt seviyelerde sıkı-çok sıkı olarak değerlendirilmiştir.
Tünel kazısının sığ olduğu kesimlerde daha yoğun yerleştirilmiş olan bina ve yüzey izleme ölçümlerine göre deformasyon ve oturma miktarları bazı bölgelerde projede öngörülen sınır değerin üzerinde olduğu görülmüştür. Deformasyonların yoğun olarak gözlendiği Çukurçeşme Formasyonu üzerinde bulunan binalar denetim altına alınmış ve güzergah boyunca gerekli görülen alanlarda enjeksiyon yapılmıştır. Enjeksiyon uygulanan bölgelerde olumlu sonuç alınmış ve mevcut tünel açma yöntemi (TBM) ile devam edilmiştir.
Sonuç olarak, metro kazısı sırasında oluşan yüzey deformasyonlarının incelenen güzergahta yer alan Çukurçeşme formasyonunun geçildiği kesimlerde stabilite ve yüzey yapılarının hasarı açısından sorun oluşturduğu ve başlangıçta öngörülen kazı ve destekleme projesine ilave önlem gerektirdiği anlaşılmıştır.

Abstract:
In this thesis, it is aimed to evaluate the study area with the principals of engineering geology by using field measurement, observation and tests with laboratory data realized in soil and rock environment of the tunnel route in Mecidiyekoy and Mahmutbey Metro Project between Yenimahalle-Karadeniz Stations line.
In order to determine engineering properties of the analyzed tunnel line, 12 investigation boring which have depht from 30 m to 38 m are drilled. By using the investigation boring results, the SPT tests, pressiometer performed to the diffrent depth of boring and hydraulic water pressure tests, RQD values calculated for the length of boring maneuver and laboratory test were performed. In the thesis the results of the test were used.
1/1000 scaled cross-section of the tunnel route was prepared by using the boreholes having the specified goals such observation and test. The tunnel route has double line, 3122 m length and the soil thickness from 15 m to 22 m.
At this project which used a Tunnel Boring Machine, EPB – TBM was chosen due to its suitability for this kind of ground conditions. Throughout the project, 2 TBM machines started drilling from Yenimahalle Station and finished the tunnel boring in Karadeniz Station.
The investigated route includes Trakya sandstone, Güngören clay and Çukurçeşme sand formations ground and rock sections. Superstructure deformations were investigated on this route.
In order to monitor the tunnel induced deformations a series of monitoring systems had been set up the surface. These systems were monitored according to planned frequency, however if any anomaly was observed on measurements in monitoring points, measuring frequency were re-arranged in these points accordingly.
In the tunnel excavation level, Trakya Formation's rock section were described very weak/weak rock according to RQD values. Güngören Formation's clay section were evaluated on the upper levels middle stiff-stiff on the ground levels rigid consistency according to SPT results. Çukurçeşme Formation's sand were evaluated on the upper levels middle dense-dense, on the ground levels dense-very dense according to SPT results.
According to the results of the measurements of building and surface monitoring points that are placed especially densely because of shallow depth, deformation and settlement values observed over the limit (value) that Deformation and settlement values observed over the limit (value) that predicted on the project. Because of the high deformation values which are occurred some regions, the risky buildings are demolished and the injection is performed to these places. As injection method returns good results in performed region,  the tunnel excavation continued with existing method (TBM).
In conclusion, inner tunnel or surface deformations which are occurred during the tunnel excavation in the parts of Çukurçeşme Formation are caused problems according to the stability and damage of the surface buildings and understood to take an additional precaution to the excavation and supporting Project which was foreseen at the beginning.