Investigation and solution of tunnel boring desingn and construction requirements in weak rocks and faulted zones

Gelişen dünyada gözlenen hızlı nüfus artışı beraberinde insanların; enerji, ulaşım, toplu taşımacılık, içme suyu, endüstri suyu gibi ihtiyaçlarını da hızla arttırmaktadır. Bu gereksinimlerin karşılanma zorunluluğu, kent yaşamındaki tarihsel süreç, hızlı yapılaşma ve hızlı nüfus artışının getirdiği planlama zorlukları, kentin görünen yüzü kadar görünmeyen yeraltının da, aktif olarak kullanılması zorunluluğunu getirmiştir. Bu zorlukların aşımı ancak tünellerin ve yer altı açıklıklarının kullanılması ile mümkündür.Tünelcilik çalışmalarındaki riskli durumları, tünelin açılacağı ortam şartlarının zorluğu ve formasyonlardan kaynaklanan beklenmeyen etmenler oluşturmaktadır. Bununla birlikte özellikle şehir içi tünelcilik çalışmalarında metro ve karayolu tünellerinde, şehir üst yapısının durumu da etkin bir parametredir. Bu nedenle hazırlanan tez çalışmasında zayıf kaya ortamlarında ve fay zonlarında tünel açma, tasarım ve yapım gereksinmeleri, ampirik, analitik, gözlemsel ve sayısal modelleme teknikleri kullanılarak araştırılmıştır. Araştırmalar sonucunda zayıf kayalarda ve fay zonlarında tünel açımında, hangi parametrelerin değerlendirilmesi gerektiği, ampirik, analitik ya da sayısal modellemeler kullanılarak elde edilen verilerin hangisinin yada hangilerinin daha iyi sonuç verdiği, İzmir Metrosu II. aşama Üçyol-Fahrettin Altay güzergahı ele alınarak değerlendirilmiştir.Halen kazı ve inşa çalışmaları devam eden tünelde değerlendirmeler yapılırken, ampirik, analitik ve sayısal modelleme teknikleri kullanılarak elde edilen veriler, gerçekleşen durumlar ile karşılaştırılmıştır. Çalışmada ele alınan tünel güzergahı için, özellikle zayıf kaya ve faylı zon geçişlerinde alınması gereken önlemler ve tünel inşa parametreleri ortaya konulmuştur. The rapid increase in population in the developing world also incerases the need of mankind for energy, transportation, drinking water and industrial water. The obligation of meeting these needs in addition to fast urbanization, historical procedure, fast building rate and the planning predicament induced by population growth have made the utilization of underground actively as a transport medium compulsory. Besides, It is only possible to overcome these difficulties with the boring of underground openings and tunnels.The risky situations in tunnelling are induced by the hard conditions through which the tunnel will be bored and also the unexpected factors imposed by the underground formations. Additionally, the upper structure of the city is as well an active parameter particularly in inner city tunnels and highway tunnel constructions. Therefore, in this thesis, tunnel boring, design and construction requirements have been investigated for weak rocks and faulted zones by using empirical, analytical and numerical models. As a consequence of these investigations; by investigating the route of Üçyol-Fahrettin Altay within İzmir Metro 2nd Phase, it was found that which parameters should be evaluated in boring tunnels in weak and faulted formations by using empirical, analytical and numerical modellling methods and finally it was decided that the obtained data would yield better results.While making evaluations for the tunnel which has been under construction, the empirical, analytical and numerical modelling techniques have been employed and the obtained data have been compared with the actually encountered conditions. In this study, the measures that should be taken especially in weak rocks and faulted zone transitions and also the tunnel construction parameters have been put forward