Kaya Ve Taş Düşmesi Problemleri

Ülkemiz coğrafyası gereği kaya ve taş düşmesi problemleri sürekli karşımıza çıkan sorun olmakla birlikte son yıllarda gelişen teknoloji ve çevreci malzemeler sayesinde kolaylıkla ve güvenle çözülebilen konular haline gelmiştir.

Özellikle yol ve enerji altyapı yatırımları gibi projelerin, ülkemiz coğrafyasının zorlu koşulları düşünüldüğünde, çoklukla engebeli, dağlık ve zorlu güzergahlar içerisinde yer aldığı görülmektedir. Karayolu projelerinde, yol güzergahları üzerinde kalan bu engebeli yapılar, yol inşası sırasında tünel, kazı veya patlatma yöntemleri ile aşılmaktadırlar. Kazı ve patlatma ile yol geçişine uygun hale getirilen bu tür alanlarda ise, gerek altyapı güvenliğini, gerekse de trafik ve can güvenliğini tehdit edici unsur olarak, kazı şevleri ve doğal yamaçlardaki yüzeysel döküntüler göz önüne çıkmaktadır.

Risk Analizi

Karayolları, demiryolları, enerji yatırım sahaları (Baraj, HES, Santral, Regülatör, vs.) ve kentsel yerleşim bölgelerinde yer alan doğal veya yarma şevlerin oluşturmuş olduğu yüzeysel döküntü ve stabilizasyon problemleri, altyapı ve can güvenliği açısından ciddi riskler oluşturabilmektedir. Söz konusu problemler, şev veya yamaçlar üzerinde lokal bölgelerden kaynaklanabildiği gibi, tüm yapı boyunca da risk oluşumu teşkil edebilmektedir. Bu tür sorunlu bölgelerde, riskin oluşumunun nedeni araştırılmalı, problemin içsel bir stabilite sorunundan mı, yoksa yüzey üzerinde ayrışma göstermiş ve çeşitli etkenlerle (atmosferik, jeolojik, hidrojeolojik, sismik, vs.) düşme durumuna geçmiş kaya ve taş kütlelerinden mi ibaret olduğu kararına varılmalıdır.Bununla birlikte, ana kaya ya da zemin kütlesinden ayrışma yapmış ve potansiyel düşme riski oluşturan bu kütlelerin, bulundukları konumlarının ve olası düşme durumlarında oluşturacakları enerjilerin doğru analiz edilmesi diğer bir önemli husustur. Saha’dan elde edilecek verilerin, nümerik analizler sonucu hesaplanan olasılık değerlerine göre oluşturacakları enerji seviyelerine göre uygun koruma yöntemi seçilmelidir.

Şev Koruma Uygulamaları

Stabilite probleminin büyüklüğüne, çeşidine ve nedenine bağlı olarak doğal veya yarma (kazı) şevlerindeki risklere karşı koruma yöntemlerini, “Aktif ve Pasif Sistemler” olarak iki başlık altında sınıflandırmak mümkündür:

Pasif Sistemler: Global stabilite sorunu bulunmayan ve daha çok yüzeysel nitelikteki kütlelerin düşmeleri esnasında, altyapı ve trafik güvenliğinin riske girmesini engelleyecek sistemler.
Aktif Sistemler: Stabilizasyon problemi bulunan bölgelerin yerinde güvenliklerinin sağlanması ve düşmesi muhtemel kütlelerin yerinde tutulmasına yönelik sistemler.

Pasif Sistemler

Altyapı ve trafik güvenliğinin sağlanması amacı ile genellikle yüzeysel döküntü olarak nitelendirilen kaya ve taş kütlelerinin düşmesi sırasında, direkt olarak düşen kütleye müdahalede bulunulmadan güvenlik durumunun sağlanması sırasında kullanılan sistemler olarak ön plana çıkmaktadır. Çift bükümlü ve yüksek mukavemetli yapısal tel ağ teknolojisi esasına dayanan bu sistemler, sorunlu bölgeler üzerine kaplama malzemesi olarak serilmek sureti ile koruma sağlanır. Benzer şekilde, kaya kütlelerinin daha büyük hacimlerde olduğu ve yer yer kitlesel göçme durumlarının yaşanması muhtemel kesimlerde, hareket eden kütleye müdahalede bulunmak zor ya da ekonomik değilse, hareket enerjisini sönümleyebilecek türde çelik bariyer sistemleri kullanılmaktadır.Hareket eden kütlenin enerji seviyesi aşırı yüksek değerlerde (10.000 kJ üzeri) ise, söz konusu bariyer sistemi dolgu bariyer seddeleri olarak imal edilmektedir. Pasif Sistemler, şu şekilde özetlenebilirler:

– Donatısız Çelik Tel Ağ (Grid) Sistemleri,

– Tek veya Çift Yönde Donatılı Çelik Kompozit Tel Ağ Sistemleri,

– Enerji Kırıcı Bariyer Sistemleri (500 – 5000 kJ Sönümleme Kapasiteli),

– Dolgu Bariyer Seddeleri,

Aktif Sistemler

Aktif Sistemler’in temel amacı, potansiyel düşme riski barındıran kaya ve taş kütlelerinin yüzeysel stabilitesini korumaktır. Çift bükümlü yapısal tel ağ sistemlerinin, çelik halat donatıları ile birlikte üretilmeleri sonucu elde edilen kompozit malzemelere ilave olarak uygun nitelikte ve yapılan analizler sonucunda boyutlandırılmış ankraj sistemlerinin, halatlı panel malzemelerinin ve ekstra çelik halat kuşaklamalarının birlikte kullanılması sonucu elde edilen bütünsel sistemlerdir. Zemin çivisi veya kaya bulonu ile desteklenmiş bu tür koruma sistemleri, duraysız hale geçmiş olan veya potansiyel göçme durumu barındıran şev yapılarının stabilizasyonunu ve güvenliğini sağlamak amaçlı yerinde müdahale yöntemleri olarak karşımıza çıkmaktadır. Aktif Sistemler, aşağıda özetlenen sistem bileşenlerinin kombinasyonlarından oluşmaktadır:

– Donatılı Çelik Kompozit Tel Ağ Sistemleri,

– Yüksek veya Düşük Enerji Sönümleyici Panel Sistemleri,

– Çelik Halka Panel Sistemleri,

– Yüksek Dayanımlı Ankraj Bulonları,

– Çelik Halatlar,

Çift Bükümlü Tel Ağ Teknolojisinin Avantajları

Şev koruma uygulamaları ve yüzeysel döküntü kontrolünde kullanılan sistemlerin temel malzemesi olan hegzagonal yapılı gözenek şekline sahip, çift bükümlü tel ağ’lar; sahip oldukları çift bükümler sayesinde, herhangi bir nedenle ve herhangi bir noktadan kopma durumuna maruz kaldıklarında, sahip oldukları çift büküm yapısından dolayı tüm sistemin göçmesi önlenmiş olur. Ağ yapısına etkiyen yükler, tüm ağ panel üzerine bu sayede yayılarak eşit olarak dağıtılır. Tek yönde veya çift yönde donatılı çelik kompozit tel ağ (grid) malzemeleri olarak adlandırılan ve çelik halat donatılarının imalat aşamasında çift bükümler arasından belirli aralıklarda geçirilmesi sureti ile elde edilen sistemler, iki farklı malzemenin birlikte üretilmeleri nedeni ile kompozit sistemler olarak adlandırılırlar. Kompozit malzemeler yapıları gereği, iki farklı tür malzemenin yekpare bir davranış sergilemesi sonucunda daha mukavim bir davranış sergilerler. Son zamanlarda, çelik halat ve çelik tel ağ malzemelerinin ayrı ayrı üretilmeleri ve daha sonradan saha veya depo koşullarında birleştirilmesi ile kompozit adı altında bir takım yanlış uygulamalar yapılmaktadır. Farklı tür malzemelerin saha veya depo koşullarında sonradan birbirleri ile tutturulmuş olması, davranış ve mukavemet bakımından farklılıklar doğurmakta, bu durum da sistem güvenliğini tehlike altına sokmaktadır. Çift bükümlü tel ağ malzemeleri, bu anlamda yapısal malzemeler sınıfına girmekle birlikte, Ağır Galvaniz (Zn), Galfan (% 95 Zn – % Al MM) veya Galfan üzeri Polimer (PVC) kaplamaları sayesinde, atmosferik ve çevresel nedenlerden kaynaklanan korozif etkilere karşı daha dayanıklı hale getirilmektedirler. Konvensiyonel yöntemlerden olan, püskürtme beton ile şev kaplaması (Shotcrete) yöntemine kıyasla, daha ekonomik ve çevreci bir duruş sergileyen tel ağ malzemeleri, uygulama kolaylığı ve modüler sistemler olması nedeni ile uygulama ve mobilizasyon maliyetleri açısından da önemli bir fark yaratmaktadırlar. Yüzeysel döküntü kontrolü uygulamalarından ziyade, stabilizasyon amacı ile şev koruma uygulamalarında kullanılan çift bükümlü tel ağ’lar, üretim aşamasında çift bükümlerin arasından geçirilmek sureti ile imal edilmiş boyuna veya hem boyuna hem de enine doğrultuda çelik halat donatıları sayesinde ilave bir dayanıma kavuşturuldukları gibi; ankraj bulonları, diagonal veya çaprazlama halat donatıları, kablo paneller ve çelik halka paneller gibi yardımcı ekipmanlar ile birlikte yüzeysel stabilizasyonun sağlanması amaçlı bir kullanım alanına kavuşturulmaktadır. Çift bükümlü tel ağ panellerin, yüksek elastikiyet ve çekme dayanımı değerlerine sahip olması, özellikle bariyer sistemlerinde temel enerji soğurucu unsur olarak yer almalarını sağlamaktadır. Direkt müdahale yöntemlerinin mümkün olamadığı veya ekonomik maliyetleri yüksek olan projelendirmelerde, koruma yöntemi olarak tercih edilen bariyer sistemleri, kurulumları kolay, işçilik maliyetleri düşük, modüler ve pratik sistemler olmakla birlikte; zor coğrafi koşullarda dahi kolaylıkla inşa edilebilen ve kuruldukları yamaca göre kolayca entegrasyonu sağlanan sistemlerdir. Sönümlemesi istenilen enerji kapasitesine göre, çelik halka paneller ve ilave destek halat ve ankrajlarla takviye edilen bariyer sistemleri; bu amaç için hazırlanmış ETAG 027 “Kaya Düşmelerine Karşı Koruma Setleri İçin Avrupa Teknik Onay Kılavuzu” normlarına göre test edilmekte ve sertifikalandırılmaktadır (European Technical Approval – ETA). Şev koruma ve yüzeysel döküntü kontrolü uygulamaları, genellikle sarp ve zor coğrafi koşullar altındaki bölgelerde yapılmakla birlikte, uygulamaların doğası gereği yüksekte çalışma gerektiren işler sınıfına girmektedir. Söz konusu, “Yüksekte Çalışma” durumu olduğundan dolayı, uygulamalar sırasında çalışacak personelin de konusunda uzman ve işin gerektirdiği kalite ve sertifikasyonlara sahip olması gerekmektedir. Ayrıca çalışan personelin, İş Sağlığı ve Güvenliği (İSG) tüzüğü gereği ilgili tüm eğitim ve denetim standartlarına sahip olması gerekmekte; kullanılan tüm alet, ekipman ve donanımların ilgili kalite ve standartlara uygunluk göstermesine dikkat edilmelidir.