UMBRELLA (4″ BORU SÜREN) İMALAT AŞAMALARI

1. NEDİR, NEDEN YAPILIR?
2. KULLANILAN MAKİNELER

a. ROCK (Kaya delici makine) YATAY DELGİ MAKİNESİ

b. Makine Delgi Bitleri (Delgi Elemanları)

c. Montaj Makineleri

d. Enjeksiyon Makineleri

3. KULLANILAN SARF MALZEMELER
4. NASIL YAPILIR

a. Aynanın Oluşturulması

b. Delginin Yapılması

c. Boruların Montajlanması

d. Enjeksiyon Hazırlıkları

e. Enjeksiyon Yapılması

f. Yeniden Kazıya Girilmesi ve Kazı Kademeleri

1. NEDİR, NEDEN YAPILIR?

UMBRELLA BORU SÜREN sistemi, tünel yüzeyine ve çevresine uzunlamasına yerleştirilen yapısal destek elemanıdır. Sürülen boru çapları 3.5” ile 4.5” arasında değişebilir. Bu sistem, şemsiye benzeri bir yapı oluşturarak tünel içindeki desteksiz açıklığa destek sağlar. Şemsiye kemer, genellikle tünel içindeki çalışma yüzünün arkasındaki desteksiz açıklığın yanı sıra önündeki zemine de destek sağlar.Önce delgi yapılır sonra içerisine boru sokulan bu sistemde eğer delgi sonrası delgi içerisi temiz tutulamıyor, delgiler göçüyor, borunun montajlanmasına fırsat vermiyor ise “Robit Umbrella Arch” yöntemine geçilmelidir.

Robit – Umbrella arch – Kendi Delen Boru Şemsiye Kemeri

UMBRELLA BORU SÜREN destek elemanları, kazının ilk geçişinden önce uygulandığından dolayı, şemsiye kemer genellikle bir ön destek tekniği olarak kabul edilir. Bu şekilde şemsiye kemerinin özellikle tünel içindeki çalışma yüzünün hemen arkasındaki desteksiz açıklığın yanı sıra, çalışma yüzünün önündeki ve önündeki zemine de destek sağladığını belirtmek önemlidir. Diğer destekleme elemanlarıyla karşılaştırıldığında, en önemli farkı, kazı yapılmamış tünel kesiti içerisinde bile bir destekleme oluşturabilmesidir.

2. KULLANILAN MAKİNELER

a. ROCK (Kaya delici makine) YATAY DELGİ MAKİNESİ

Kaya delici makineler, UMBRELLA BORU SÜREN delgi makineleri olarak kullanılır. Bu makineler, tek bomlu veya çift bomlu üstünde kızak ve delgi tabancası olan makinelerdir. Makine hareketleri, üstündeki dizel motor ile sağlanır. Ayna çalışması ise elektrikli hidromotor (yağ basınçlı motor) ile gerçekleşir. Bu makineler genellikle çalışma aynasında 85 kwa elektrik ihtiyacı doğurur.

Fotoğraf 3- Umbrella Boru Süren Delgi Makinesi

b- Makine Delgi Bitleri (Delgi Elemanları)

Kaya delgi makinelerinin temel delgi takımları “AUGER” (burgulu Tij) ve “Od Bits” (Overburden Drilling Bits) delgi bitleri kullanılarak oluşturulur. Delgi çapı genellikle 140mm’dir. “AUGER” delgileri, helezyonlu bit ve tijler içerir ve kazılan malzemenin çıkışı, basınçlı hava ve burgu içinde malzemenin geriye doğru iletilmesi yoluyla sağlanır. “AUGER” burgusu özellikle zayıf zeminlerde, içerisinde kaya kütlesi bulunmayan silt ve kil tipi oyulabilir zeminlerde kullanılır. Kısmen oyulamayan ve kesim yapılması gereken zeminlerde ise “Overburden Drilling Bits” ve “Down-the-hole hammers” kullanılır. Bu yöntemde, basınç ve rotasyonun birbirinden ayrılması, “DOWN THE HOLE” ile kesici uç rotasyona devam ederken onu taşıyan tij borusunun zeminde sabit kalabilmesini sağlar. Kesici uca uygulanan darbe kuvveti, aynı zamanda kuyunun temizlenmesi için kullanılan yüksek basınçlı havaya bağlıdır. Bu yöntem, yüksek basınç ve darbeye maruz kalan zeminde açılan deliklerde kuyunun göçmesini önler.

Fotoğraf 4- Delgi Elemanı “Overburden Drilling Bits” ve “Down-the-hole hammers”

Fotoğraf 5- Delgi Takımları “AUGER” (burgulu Tij)

c- Montaj Makineleri

“UMBRELLA ARC” boruları, kollu bomlu herhangi bir makine yardımıyla yukarı kaldırılarak delginin doğrultusuna dik konuma getirilir ve deliğin içerisine itilir.

Fotoğraf 6- UMBRELLA SÜREN Boru Montajı

d. Enjeksiyon Makineleri

Kazanlı basınçlı enjeksiyon makineleri kullanılır. Bu makineler, karıştırıcı ve sıkıştırıcı olmak üzere iki önemli mekanizmadan oluşur.

3. KULLANILAN SARF MALZEMELER

İmalat için gerekli tüm malzemeler onaylı tedarikçilerden sağlanır.

1. 4” (Ø114.3×4.5mm +/- 0.10mm) L=9m Sanayi Borusu (S235JRH, EN 10219-2)
2. CEM I 42,5 R – SR 5 Sülfata Dayanımlı Portland Çimento (TSE EN 197-1)
3. 18Q Kangal Boru-Normal-001 045 010018 00 11 (18mm – 6 atü / 320 N Kangal Boru)

4. NASIL YAPILIR

a. Aynanın Oluşturulması

Yükselen iksa sistemi, umbrella montajı için zorunludur. Bu yöntemde borunun tesis edileceği km. kazı proje kesitinin 50 cm. dışında olmalıdır. Bu pay, boruların yerleştirilebileceği, deliklerin delinmesi ve makinanın çalışması için gereklidir.

b. Delginin Yapılması

Delgi delik çapı 140mm olan BIT veya AUGER kullanılarak gerçekleştirilecektir. Deliğin boru çapından büyük olması, boru yerleştirme sürecinde sorun yaşanmamasını sağlamak amacıyla gereklidir. Delgiler sırasıyla birinci kademe 0,5m ara ile il sıra delgileri olacak şekilde yapılır. İlk delgilere boru montajları tamamlandıktan sonra, ikinci delgilere ilk delgilerin aralarına girilerek devam edilir. Bu yöntem, delgi esnasında bir önceki delgi kuyusunun çökmesini veya içerisinde borunun sürülmesini engelleyecek döküntülerin oluşmasını önler. Delgiler, 9m boyunda ve 6 – 9 derece açı ile 9m boyunca gerçekleştirilecektir. Bu açı, bir sonraki anoda iksaların yükselmesini ve bir sonraki umbrella ayna kesitinde 50 cm’lik UMBRELLA montajı aynasının oluşmasını sağlar.

c. Boruların Montajlanması

Ø=114.3mm çapındaki ve 9 m uzunluğundaki borular, delgi öncesinde uçları birbirine bindirilen üçgen kamalı şekilde sivriltilir ve borular, 1.5m aralıklarla düzensiz olarak perfore edilir. Perfore edilme işlemi, enjeksiyonun boru ile zemin arasındaki enjeksiyon ile durdurulmasını sağlamak amacıyla büyük öneme sahiptir. Önceden hazırlanmış, ucu sivriltilmiş ve perfore edilmiş borular, ilk sıra delikten sonra deliğin içine önce sivriltilmiş kısmı girecek şekilde uygun makine ile kaldırılır. Ardından, delik ile aynı doğrultuya getirilerek içine doğru itilerek montajlanır. İkinci kademe delgi sonrasında ise yeni oluşan deliklere, kalan boruların montajı yine aynı yöntemle gerçekleştirilir.

Fotoğraf 10- Umbrella Borularının Uçlarının Sivriltilmesi

d. Enjeksiyon Hazırlıkları Montajı yapılan UMBRALLA borularına enjeksiyon yapılması için PVC borular yerleştirilir. İki adet olan bu borulardan biri uzun, diğeri kısa olup, uzun hortumun ucunun belirgin olması için borudan sarkan kısım uzun bırakılır. Borunun ağız kısmı, yüksek basınçtan etkilenmeyecek şekilde tıkanır ve açılarak kapatılır.

Karıştırıcı, çimento ve suyu homojen bir şekilde karıştırarak enjeksiyon için uygun çimento karışımını hazırlar. Sıkıştırıcı, bu karışımı yüksek basınç altında enjeksiyon noktasına taşır. Kazanlı enjeksiyon makinesi, akışkan haldeki kalsiyum esaslı inşaat kimyasalları, çimento, alçı, hazır sıva, şap, bulon şerbeti gibi yüksek yoğunluklu malzemeleri yatay-dikey pompalama ve enjeksiyon işlerinde kullanım esnekliğine sahip bir üründür. Karıştırıcı içerisine genellikle su ve uygun miktarda çimento eklenerek istenilen yoğunlukta şerbet hazırlanır. Bu karışım, sıkıştırıcıdan çıkan telli hortumlar aracılığıyla enjeksiyon yapılacak alana iletilir ve yüksek basınçla uygulama noktasına enjekte edilir.

e. Enjeksiyon Yapılması

Harç (şerbet) için su-çimento oranı, R tipi çimento kullanılarak 0,4 – 0,44 arasında değişecektir. 42.5 II CEM. UMBRELLA BORULARININ ucuna kadar uzanan telli enjeksiyon borusu kullanılarak enjeksiyon yapılır. Enjeksiyon işlemi, UMBRELLA borularının ucunda bulunan kısa hortumdan iletilerek deliğin kenarı ile boru arasındaki boşluk ile borunun içini tüm uzunluğu boyunca dolduracak ve enjeksiyon kuyusundaki ikinci borudan dışarı atılana kadar devam eder. Bu şekilde borunun tamamen enjeksiyon ile dolması sağlanır Uzun hortumdan tahliye gerçekleştikten sonra hortumun ucu kırılarak tahliye sonlandırılır. Ancak, bu aşamada basıncı arttırmak için 1 dakika kadar daha basınçlı sisteme enjeksiyon verilmeye devam eder. Bu aşama her süren borusu için ayrı ayrı uygulanacaktır.

Yapılan enjeksiyon, standart gereklilikler doğrultusunda zorunlu enjeksiyon testlerinin yapılabilmesi için zaman zaman enjeksiyon numuneleri alınarak kalite birimi tarafından enjeksiyon küpleri oluşturulur ve tek eksenli basınç testine sokulur.

f. Yeniden Kazıya Girilmesi ve Kazı Kademeleri

UMBRELLA BORU SÜREN imalatı, kademeli kazı süreci ile gerçekleştirilir. Bu aşamalar, delgi aynasının oluşturulması, aynada delgi montajı ve enjeksiyon süreçlerinin tamamlanması ile devam eder. Boruların montajından sonra kazı aşamaları başlar. Proje özelliklerine uygun olarak belirlenen 6 veya 4’lü yükselen iksaların, belirlenen 4.80m veya 5m’lik ilerleme sağlanana kadar devam eder. Kazı aşamaları tamamlandığında, yükselen iksaların montajı ile yeniden delgi aynası 0.5m’lik açıklık oluşturulmuş olacaktır. Yeni aynaya UMBRELLA BORU SÜREN imalatı devam eder. Bu seri ile anolara bölünen kazıda, her UMBRELLA BORU SÜREN imalatı esnasında ilerleme adımı, yaklaşık boru süren boyunun (9m) yarısı kadar yapılır. Sürülen borunun yarısı bir sonraki kazı alanının üstünde yükü taşırken, altına yeni çakılan borular yeni kazı alanının oluşmasını sağlar. UMBRELLA BORU SÜREN imalatı ile kazı, üst üste bindirilmiş şekilde devam eden borular sayesinde tünel yükünün kabuğa eşit biçimde dağıtılmasını sağlamış olur.

Kaynaklar

1. Kurt, C., Yılmaz, Ö., Şimşek, S. (Tarih yok). Istanbul Metrosu Tünellerinde Boru Şemsiye (Umbrella Arch) Yönteminin Uygulanması ve Sonuçları. [Kaynak Yok]
2. Railsystem.net. (Tarih yok). Umbrella Arch. [Çevrimiçi Kaynak] URL: http://railsystem.net/umbrella-arch/
3. Ayçe Makine. (Tarih yok). https://www.aycemakine.com.tr/anasayfa[Çevrimiçi Kaynak]
4. Baki ACİL (2024) https://www.BakiAcil.com [Çevrimiçi Kaynak]
5. Moya İksa Malzemeleri https://www.moyagrup.com/umbrella-sistemi/ [Çevrimiçi Kaynak]

Bu kaynaklar, UMBRELLA BORU SÜREN imalatının uygulanması ve sistemin sonuçları hakkında daha fazla bilgi sağlamaktadır. Ayrıca, imalatta kullanılan makineler ve malzemeler hakkında detaylı bilgiler içermektedir.