NATM – Yeni Avusturya Tünel Açma Metodu

NATM Nedir?

NATM kelimesi “New Austrian Tunneling Method” ifadesinin kısaltılmış halidir.

Son yıllarda en sık başvurulan tünel açma yöntemlerinden biri olan NATM, “kayayı kayaya taşıtma” olarak özetlenebilir. Yani; kazı sonrası oluşacak gerilme ve deformasyonların, yapılan tahkimatlar ile kayaya yönlendirilmesini temel almaktadır.

NATM’de en önemli hususlardan biri de tüneli çevreleyen kayaçların ilk sağlamlığını korumasıdır. Böylelikle boşluğun etrafındaki kayaçlar doğal bir tahkimat oluşturarak tünele ilave bir yük oluşturmamış olurlar. Yeni Avusturya Tünel Açma Metodu için kazı kesitleri ne kadar yuvarlak seçilirse yük aktarımı da o kadar sağlıklı olmakta ve yöntem de o kadar iyi çalışmaktadır.

NATM’nin Tarihçesi

Bu metodun patenti 1958’de A. Brunner tarafından alınmıştır. Ancak dünyaya tanıtımı, Pacher, Müller ve Rabcewicz isimli Avusturya’lı tünel uzmanları tarafından yapılmıştır.

Patent başvurusunda metodun açıklaması şöyledir:

“İnce geçici bir destekleme yerleştirmek ve deformasyonlara izin vermek yoluyla kaya basıncının düşürülmesi ve bu basıncın çevreleyen kayaya dağıtılmasıdır. Böylece son
destekleme daha az yüklenecek ve daha sora daha da ince bir yapı halinde son
destekleme yerleştirilebilecektir.”

NATM, ilk olarak Avusturya, Fransa, Almanya, İsviçre ve İtalya’da uygulanmış, daha sonra da hızla tüm dünyaya yayılarak birçok tünelde başarıyla uygulanmıştır.

Yöntemin başarılı olabilmesi için, kaya oluşumlarını mekanik özellikleri, su etkileri ve gerilme hesaplarının doğru şekilde yapılmış olması gerekir. Bunun yanında tünelin açılması ve sonrasında da gerilme ile deformasyonlar oluşacağı için bunların gözlemlenmesi de büyük önem taşımaktadır. Bunun için tünel inşa aşamasında düzenli deformasyon ölçümleri yapılmalıdır.

NATM Temel Prensipleri

Leopold Müller tarafından bu metoda dair 22 prensip paylaşılmıştır. Aşağıda bu prensiplerden bazılarını inceleyeceğiz:

Kaya Kütlesinin Doğal Dayanımı

Yöntem, kaya kütlesinin doğal dayanımının korunarak taşıyıcı hale getirilmesini esas alır. Destekleme aşamalarının ilki, kayayı taşıyıcı hale getirir. Kazıdan hemen sonra ince bir shotcrete (püskürtme beton) uygulamasıyla kazı kaynaklı çatlaklar kapatılarak kayaç kütlesinin dayanımı daha da arttırılır.

Gerilme Ve Deformasyon Ölçümleri

Kazı işlemleri devam ederken, tünelin açıldığı zemine ait testler sürekli yapılmalı, günlük deformasyon ve gerilme ölçümleri titizlikle uygulanmalıdır. Bu ölçümler, kazı ve tahkimat işlerinde değişikliklere yol açabilir.

Esnek Tahkimat

Tünelin ilk kaplaması, ince olacak şekilde püskürtme betonla sağlanmalıdır. Ana tahkimat ise, çelik iksa, çelik hasır sonrasında bir kat daha püskürtme beton ve kaya bulonları ile sağlanmalıdır.

Taban Betonu

Tünel kesitindeki taşıyıcı halkanın en erken zamanda oluşması için taban betonunun dökümü mümkün olduğu kadar çabuk yapılmalıdır. Özellikle zayıf zeminlerde açılan tünellerde buna dikkat edilmelidir.

NATM Kazı Aşamaları

Kazı yöntemi olarak delme patlatma ve yarı mekanize kazı kullanımları mevcuttur. Tahkimat aşamaları ise aşağıda özetlenmiştir:

• Kazının ardından ilk tahkimat olarak püskürtme beton uygulaması yapılır. Böylelikle, oluşan ilk çatlaklar kaplanarak dökülmeler önlenir ve kayanın kendini taşıma durumunun devamlılığı sağlanır.
• İkinci aşamada kayaç formasyonuna bağlı olarak çelik veya kafes iksa sitemlerine başvurulabilir. Bu uygulamada amaç; tünelin kemer şeklini sağlamak ve deformasyonların bir bütün içerisinde oluşumunu sağlamaktır.
• Üçüncü aşamada donatılı püskürtme beton uygulanır. Öncelikle hasır donatılar zeminle arada boşluk kalmayacak şekilde yerleştirilir. İksalar arası bağlantı demirleri yerleştirildikten sonra püskürtme beton uygulamasına geçilir. Bu uygulamayla donatı korozyonunun da önüne geçilmiş olunur.
• Son olarak kaya bulonu uygulamasına geçilir. Yapılmasında amaç; ikincil deformasyonlar sonucu doğal dengesi bozulan kayaçları sağlamlaştırmaktır.

NATM Kazısında Dikkat Edilecek Hususlar

• Kazının ardından gerilme yoğunlaşmasının sonucu olarak oluşan çatlakları önlemek için püskürtme beton uygulamasına özen gösterilmelidir.
• Deformasyonları sınırlamak için kullanılan kaya bulonları, zemine tam olarak oturmalıdır.
• İkincil gerilmelerin ortaya çıkmasını engellemek için kazılar küçük parçalar halinde yapılmalıdır. Tünel boyutlarına ve kayaç özelliklerine göre kazı aşamaları değişebilir.

Yeni Avusturya Tünel Açma Metodu kazıları genellikle üç aşamada gerçekleştirilir. İlk aşama; tünel kesitinin üst yarısının yarım daire şeklinde alınması olan “kalot” kazısıdır. Kalot kazısının 25 – 30 m ilerlemesinin ardından “stros” kazısına geçilir. Son aşamada, taban(radye) kazısı yapılır.

Bir başka yazıda tekrar görüşmek dileğiyle.

Yazı Ve Görseller İçin Kaynak / Reference For Text And Images

• POLAT D. , NATM Metodu Kullanılarak Tünel Tasarımı Ve Modellenmesi, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2010

• SELÇUK E. , Tünelcilikte NATM Ve Boru Kemer Yönteminin Zaman, Maliyet Ve Deformasyon Açısından Karşılaştırılması, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü