Tünel Nedir

Tünel Nedir

tünel, kara taşımacılığı, su ve enerji iletimi, madencilik gibi değişik alanlarda kullanılan, dar, uzun, genellikle dairesel kesitli, yapay ya da doğal yeraltı geçidi. Benzer amaçla kullanılan ve iki kara kütlesini sualtından birbirine bağlayan, çoğunlukla çelikten yapılmış boru biçimli geçitler de aynı adla anılır.

En eski tüneller ilk çağlarda mağaralara oyulan barınakların uzantılarıydı. Daha sonralan sulama ve içme suyu sağlama amacıyla tüneller açılmaya başladı. İÖ 22. yüzyılın başlarında Babillilerin yaya trafiğini düzenlemek amacıyla Fırat Irmağının altına bir tünel açtıkları bilinmektedir. Eski Mısırlılann yarlar içine oydukları tapınaklar için açtıkları yollar ile Romalılann dağlardan su getirmek amacıyla yaptıkları sukemeri tünelleri de ilk tünel örnekleridir. İsa’dan önceki dönemlerde en büyük tünel Napoli ile Pozzvolik (bugün İtalya’da) arasında İÖ 36’da açılan 155 m uzunluğunda, 8 m genişliğinde ve 9 m yüksekliğindeki karayolu tüneliydi.
Tünel açma yöntemlerinin geliştirilememesi ve açılan az sayıda tünelin de çoğunlukla madencilikte ya da askeri amaçlarla kullanılması nedeniyle 17. yüzyıla değin ulaşım amaçlı tünel açma çalışmalarında önemli bir gelişme olmadı. 17. yüzyılda kanal ağlarının içinde yer alan “kanal tünelleri” yapılmaya başladı. Fransa’daki Midi Kanalı (Languedoc Kanalı) projesi çerçevesinde inşa edilen 157 m uzunluğunda, 7 m genişliğinde ve 8 m yüksekliğindeki tünel bu tür ilk tünellerden biridir. 18. ve 19. yüzyıllarda Avrupa’da çok sayıda kanal tüneli inşa edildi. ABD’de Boston ile Hud-son Irmağını birleştiren kanal üzerinde, Berkshire Dağlarının altına açılan Hoosac Tüneli (yapımına 1855’te başlandı) en önemli kanal tünellerindendir.

19. yüzyılın başlarında demiryolu taşımacılığının yaygınlaşmaya başlamasıyla birlikte ilk demiryolu tünelleri yapıldı. İngiltere’deki Manchester-Sheffield Demiryolu (yapımı 1839-45) üzerinde kurulan 6 km uzunluğundaki Woodhead Tüneli, ABD’de Allegheny Portage Demiryolu (yapımı 1831-33) üzerindeki 214 m’lik bir tünel, Alp Dağlarındaki Mont Cenis Tüneli (yapımı 1857-71) ilk demiryolu tüneli örnekleridir.

Tüneller açıldıkları yere göre, yumuşak zemin, sert kaya, yumuşak kaya ve sualtı tünelleri biçiminde sınıflandırılır. Tünel açmaya başlamadan önce, havadan topografik incelemeler yapılır, yüzeyden alınan toprak örnekleri incelenir ve deneme galerileri açılır, böylece bölgenin jeolojik koşulları belirlenir. Galerinin kazılmasına bir tepe ya da dağ yamacından yatay olarak (bu durumda delik açılan yere “portal” [büyük kapı] denir) ya da toprak altındaki moloz ve çamurun daha kolay dışarı atılmasını sağlamak amacıyla dikey bir delik açılarak başlanır. Bütün tünellerde işçilere ve tünelden geçenlere hava sağlamak ve patlamalardan ya da gaz yataklarından sızan tehlikeli gazları dışarı atmak amacıyla bir havalandırma sistemi kullanılması gerekir. Havalandırma ayrıca tünel içindeki sıcaklığın aşırı derecede yükselmesini de önler.

Genellikle yüzeye yakın yerlere açılan yumuşak zemin tünelleri daha çok metro, içme suyu ve kanalizasyon sistemlerinde kullanılmak üzere inşa edilir. Bu tür tünellerde kazma işlemi sert kaya tünellerine göre çok daha kolay olmakla birlikte, tünelin dayanım süresi (kazılan bir bölümün destek olmaksızın güvenli biçimde durabilme süresi) çok kısadır. Tünelin çökmesini önlemek amacıyla tünel ağzının çevresine bir kalıcı tahkimat yapılır. Yukarıdan aşağıya doğru etkiyen yükleri taşımada en uygun tasarımın dairesel ya da kemer biçimli yapılar olduğu bilinmektedir. Eskiden tahkimatlarda tuğla ve taş kullanılırdı, günümüzde ise beton kaplama yapılıncaya değin tünellere geçici destek sağlamak amacıyla genellikle çelikten yararlanılır.

Yumuşak toprak tünellerinin açılmasında kazma ve kürek ya da karmaşık makineler kullanılabilir. Tünel açma makinelerinde, toprağı aralıksız olarak kazarak taşıyıcı banda yükleyen kepçeleri bulunan döner bir dişli dizisinden yararlanılır. Bazı makinelerde elek biçimli kesici ağız toprağa doğru itilerek toprakta elek gözüne benzer delikler oluşturulur ve çıkan toprak banda aktarılır. Kazılacak zeminin çok yumuşak ya da tünel çapının çok büyük olması durumunda bazen çok galerili sistemin kullanılması gerekebilir. Bu sistemde birbirine paralel küçük ilerleme galerileri açılır ve bunlar sonradan birleştirilir. Böylece tünelin çeperi ve tonozu oluşturulur; göbek bölümü de bundan sonra güvenli bir biçimde kazılabilir.
Sert kaya tünelleri yumuşak zemin tünellerinin ancak iki katı sürede açılabilir. Buna karşılık bu tür tünellerin dayanım süresi çok daha fazladır. Tünelin çatlaksız kayaç blokları içinden açılması durumunda ya çok az bir tahkimat gerekir ya da hiç tahkimat gerekmez. Ama sık sık çatlak kayaçlarla karşılaşıldığından tünel açma çalışmaları sırasında uygulanan yöntemin derhal değiştirilerek koşullara uydurulması gerekebilir.

Sert kaya kazılarındaki en büyük gelişmelerden biri 17. yüzyılda tünel açmada barutun kullanılmasıdır. Sonraları patlayıcı türleri değişmiş, ama temel yöntem değişmemiştir. Dinamitle kazı sırasında önce kılavuz deliklere yerleştirilen dinamit patlatılır, oluşan duman ve gazlar boşaltılır, molozlar dışarı taşınır ve bu işlem birkaç kez yenilenir. Kayacın dayanımım korumak amacıyla İsveçli mühendislerce geliştirilen “sağlam duvar” yönteminde patlayıcılar karmaşık bir plan uyarınca çok sayıda değişik noktaya yerleştirilerek patlatılır. Tünel içinde düz bir yüzey oluşturma temeline dayalı bir başka yöntemde ise kayaç, disk biçimli bıçaklarla yerinden çıkanlır ya da petrol kuyulannda kullanılanlara benzer matkaplarla delinir.

Yeraltı kaynaklarından sızan suyun galeriyi doldurması tehlikesi her tünel açma çalışması sırasında, özellikle de sualtı tünellerinin yapımında çok sık karşılaşılan bir sorundur. Kazı bölmesinin basınç altında tutularak suyun sızmasını önlemeye dayalı eski yöntem, tehlikesi, yüksek maliyeti ve yavaş işlemesi nedeniyle artık kullanılmamaktadır. Bunun yerine akaçlama tünelleri ve yüzeye çıkabilen, dibe batabilen ve öbür bölmelere bağlanabilen prefabrik bölmeler geliştirilmiştir.

Özellikle tepe galerisi tahkimatında yeni tekniklerin bulunması tünel yapımını giderek daha verimli ve güvenli kılmıştır. Yumuşak zemin tünellerinde püskürtme beton kullanımı hem toprağın sağlamlığını artırır, hem de su sızmalarını önler. Bu yöntemle, özellikle kentlerde bina altlarında kazılan tünellerin yol açtığı toprak çökmesi sorunu önemli ölçüde önlenebilir. İsveç’te geliştirilen bir tünel tahkim yönteminde kazı işleminden hemen sonra uzun bir robot kol yardımıyla tünel tonozuna bir çimento karışımı püskürtülür. Kaya tünellerinde de kullanılabilen bu yöntemle doğrudan tahkimat sağlanır ve toprak çökmesi olaylan en aza indirilir. Daha sonra beton kaplama kalınlaştırılarak kaba bir koruma sağlanır; aynca destek olarak çelik nervürler kullanılabilir.

Advertisement

Etiketler:

Yorum yazın