Tünel Nedir Nasıl Yapılır

Tünel Nedir Nasıl Yapılır

Dağlarda, bir yandan öbür yana açılan delme yollara tünel denir. Tüneller çeşitli nedenlerle yapılırlar. Bazı tünellerden karayolu, demiryolu ya da denizyolu geçer, bazı tüneller ise yayalar içindir. Şehir ve kasabalara su ileten ya da ürünlerin sulanmasında kullanılan tüneller de vardır. Ayrıca suyun elektrik kuvvetine dönüştürüldüğü hidroelektrik santrallerinde da tünellerden yararlanılır. Su bentlerinin yakınında bulunan nehirlerin yolunu değiştirmek için de tünel açılabilir. Altın, elmas ve kömür gibi madenlerin çıkarılabilmesi için de uzun ve derin tünellerin açılması gerekebilir.
Tüneller ya yüzeye paralel ya da hafif eğimli olurlar. Bazı yeraltı demiryolu tünelleri gerçek anlamda tünel olarak tanımlanamaz. Bunlar kesme ve örtme adı verilen bir yöntemle açılmış olanlardır. Gerçekte yol düzeyinden fazla derinde olmayıp, yol üzerinde geniş bir çukur kazılarak açılırlar. Demiryolunu çevreleyen duvar ve tavan kısmı bu çukur içinde yapılır. Daha sonra kazılan alanın üzeri kazma işlemi sırasında çıkan toprakla örtülür. Gerçek tüneller ise yeraltından açılmaya başlanır ve yüzeyde hiç bir kazma işlemi yapılmaz. Ancak yüzeyden yeraltına kazıklar dikilebilir. Tünel açılmadan önce giriş ve çıkış yerleri kararlaştırılır. Araştırmacılar tünelin geçeceği yerleri belirleyen haritayı hazırlarlar. Tünelin kesin uzunluğu ve oluşturulacak kıvrım ve eğimler önceden saptanır. Jeologlar tünelin ne çeşit kaya parçalarından geçeceğini araştırır, açılan ince kanallardan toprak ve kaya örnekleri çıkarırlar. Kayaların yapısının sert ya da yumuşak olup olmadığını, su içeren boşlukların bulunup bulunmadığını incelerler. Su birikintilerinin yerlerinin bilinmesi çok önemlidir. Su taşması meydana gelirse bütün tünel su altında kalabilir. Ayrıca yeraltında çökmelere sebep olabilecek gizli mağara ya da boşlukların olup olmadığı da araştırılır.

Tünelin kazılma işlemlerinin başlayabilmesi için mühendislerin jeologlar tarafından hazırlanan verileri değerlendirmeleri ve karşılaşılabilinecek güçlüklerin çözülebileceğine karar vermeleri gerekir.
Kayaların içinden tünel açma işlemi günümüzde, yüzyılın başına oranla çok daha hızlanmıştır.
XIX. yüzyılın ikinci yarısında Avrupa ve Amerika’ da demiryolu işletmeciliği yaygınlaşınca tünel açma yöntemlerinin geliştirilmesi gerekmiştir. 1867 yılında isveçli Alfred Nobel baruta oranla çok daha etkili olan dinamiti bulmuştur. Dinamit kayalar içinden tünel açılmasında kullanılmaya başlanmıştır.
Günümüzde, sert kayalarda tünel açmak için önce kaya yüzeyinde sıkıştırılmış hava delgileriyle delikler açılır. Delgilerin kesici uçlarının soğutulmasında sudan yararlanılır. Delgilerin uçları elmas ya da tungsten karbürden yapılır. Her iki madde de en sert kayaları kesebilecek güçtedir. Açılan deliklerin şekli ve yerleri açılacak tünelin şekline ve kazılan kayanın çeşidine bağlıdır. Delikler açıldıktan sonra içlerine patlayıcı maddeler yerleştirilir. Daha sonra patlayıcı maddeler ateşlenir. Tünel tabanına raylar döşenir ve çalışmaların sürdürüldüğü iskele bir lokomotifle güvenilir bir uzaklığa kadar çekilir.
Bundan sonraki patlatmalar elektriksel yöntemlerle yapılır. Patlama sırasında ortaya çıkan duman ve buhar, tünel içine sıkıştırılmış hava pompalanarak yok edilir, işçiler ve makineler tekrar tünele sokulur. Patlama sonucu parçalanan büyük kaya kitleleri sıkıştırılmış hava ile çalışan delgi ve kazmalarla çıkarılarak vagonlara yüklenir ve gene lokomotifle dışarıya taşınır. Çalışmaların en yavaş olan kesimi çıkarılan kaya parçalarının tünel dışına taşınmasıdır. Taşıma işlemlerini hızlandıran bir yöntem tünel içinde yüklenen ve tünel çıkışında yükünü boşaltan ve aynı ray üzerinde devamlı gidip gelen vagonların kullanılmasıdır.
Kayalar sert ve yeterince dayanıklı ise tünel olduğu gibi bırakılabilir. Ancak dayanıklılığı arttırmak ve su sızmasını önlemek için bir kaplama yapılır. Tünellerin kaplanması eskiden taş ve tuğla ile yapılırdı.
Kayalar dayanıklı ve sert değilse tünelin kazılması devam ederken kazılan kısma destekler konulur. Tünel duvarlarına ve tavanına uzun delikler açılır ve deliklere çelik direkler yerleştirilir. Her direkte kayayı sımsıkı kavrayan kollar bulunur. Direkler çimento ile kayaya kaynaştırılabilir. Çelik direklere kaya geçmeleri de denir; bunlar bir uçları ile kayaya vidalanmış gibi dururlar. Bu geçmelerde kaya parçaları sıkıştırıldığından tünel duvarının dayanıklılığı artar.
Temizlenen kayanın birkaç yerine çelik çubuklardan destek konur. Çubuklar kaya yüzeyine büyük bir basınç yaparlar. Bazen dayanıklılığı artırmak için ağaç direkler de kullanılır. Eskiden tünellerde destek olarak ağaç ve dökme demir kullanılırdı.
Eskiden açılan tüneller sert kayalar içinden geçerdi. Kil, kum ya da balçık gibi yumuşak düzeylerde tünel açmak daha güçtür. Yumuşak bir düzeyde tünel açmak ilk olarak İngiltere’ye yerleşmiş Fransız mühendisi Sir Marc Brunel tarafından gerçekleştirilmiştir. Brunel’in yöntemi ilk olarak 1824 ve 1842 yılları arasında Londra’da Thames nehrinin altından bir tünelin açılmasında kullanılmıştır. önceleri sadece yayalar tarafından kullanılan bu tünel 1865 yılında Londra metrosunun geçtiği bir yeraltı demiryolu haline gelmiştir. Bu tünel günümüzde de kullanılmaktadır. Tünelin yapımı sırasında bütün balçık, kum ve kil elle taşınmıştır. Tünelin tuğla kaplaması bugün de su geçirmemektedir.
Günümüzde kullanılan makineler çalışmaları hızlandırmakta ve kolaylaştırmaktadır. Hidrolik güçle çalışan kaldıraçlar çelik direkleri kolayca kaldırmakta ve yerine yerleştirmektedir. Mekanik kazıcılar kayaları otomatik olarak parçalamaktadır. Kazılan bölümün bir kısmı sıkıştırılmış havadan yararlanılarak tünel kaplamasını çevreleyen dar hava boşluğuna püskürtülmekte, çimento ile karışarak boşluğu çabuk ve dayanıklı bir şekilde doldurması sağlanmaktadır. Bazı tünellerin kaplamasında önceden hazırlanmış çimento kullanılmaktadır.
Yumuşak düzeylerde tünel açmak güçtür. Su altında, deniz ya da nehir yataklarının altından tünel açmak ise daha da güçtür. Böyle yerlerde tünel üzerine etkiyen büyük bir su basıncı vardır. Her an tünelin su altında kalması tehlikesi söz konusudur. Su basmasını önlemek için uygulanan iki yöntem vardır.
Birinci yöntemde tünel içindeki hava basıncı dışarıdan etkiyen su basıncına eşit ya da daha fazla olana kadar arttırılır. Tünel içindeki yüksek hava basıncı dışarıdan suyun girmesini önler.
Deniz ya da nehir yatağının kenarında kalan tünel kısımları önce açılır. Bundan sonra tünel girişleri kalın ve hava geçirmeyen beton duvarlarla kapatılır. Bu duvarların içinde, hava basıncının değişiklik gösterdiği hava geçirmeyen bölmeler bulunur. İşçiler, makine ve çeşitli gereçler bu bölmelerden tünele girip çıkarlar.

Önce, üstten etkiyen su basıncını aşana kadar tünelin kapatılan kısmına hava pompalanır. Su geçmeyen bu bölmede işçiler rahatça çalışırlar. Ancak tünele giriş ve çıkışlar sırasında basınç değişikliklerine karşı önlem alırlar.
İşçiler yüksek basınçlı su geçirmeyen bölmeye geçmeden önce hava geçirmeyen bölmedeki basınç yükseltilir. Su geçirmeyen bölmeden çıkarken de hava geçirmeyen bölmedeki basınç azaltılır. Basıncın azaltılması, yükseltilmesine oranla çok daha yavaş yapılır. Basınç çabuk düşürülürse, işçilerde vurgun adı verilen hastalık görülür. Vurgunun nedeni havadaki azot gazı kabarcıklarının kana karışmasıdır. Vurgun öldürücü olabilir.
Su altı tünellerinin yapımında kullanılan ikinci yöntemde ise tünelin bölümleri karada hazırlanır sonra nehir içine indirilir. Su içine indirilen bölümler önceden nehir yatağında kazılmış hendeklere yerleştirilir. Bölümler su altında çalışan dalgıçlar tarafından birbirine kenetlenir. Bağlantı noktaları su geçirmeyecek şekildedir. Daha sonra tünel içindeki su dışarıya pompalanır. Günümüzde su altı tünellerinin çoğu bu yöntemle yapılmaktadır. 1900 yılında Seine nehri altından geçirilen Paris metro yolları her iki yöntemin bir arada uygulanmasıyla yapılmıştır.
Uzun tünellerde, özellikle karayolu tünellerinde iyi havalandırma yöntemlerinin bulunması gerekir. Motorlu araçlar az oranda karbon monoksit gazı içeren eksoz gazları çıkarmaktadır. Belirli bir alanda bu gaz düşük oranda bile insanlar için öldürücü olmaktadır. Bu nedenle uzun karayolu tünelleri boyunca havalandırma kanallarının yerleştirilmesi gerekir. Bu kanallar zararlı havayı dışarıya verirken temiz havayı da tünel içine iletirler.
Uzun tünellerin çoğu aydınlatılmıştır. Aydınlatma sürücüleri yanıltmayacak şekildedir.
Adaların yakındaki bir kara parçasına bağlanmasında da tünellerden yararlanılır. Bu çeşit tünellerin en uzunlarından biri de Japonya’dadır. Bu demiryolu tüneli 21 kilometre uzunluğundaki Tsugaru boğazının altından geçer ve Japonya’nın ana adası Honshu’yu Hokkaido adasına bağlar. Dover boğazından geçerek İngiltere ve Fransa’yı birbirine bağlayacak tünel planı ise henüz uygulanmamıştır. Bu tünelin gerçekleştirilmesi halinde Büyük Britanya adaları ile Avrupa kıtası arasındaki ulaşım büyük bir rahatlamaya kavuşacaktır. Bugün araba vapurları ya da yolcu gemileriyle Manş’ı geçen taşıtlar bu tünelden yararlanabileceklerdir.
Ulaşımdaki gelişmeler ve kentlerdeki alanların ekonomik olarak kullanılması gerekliliği nedeniyle tüneller gittikçe önem kazanmaktadır. Gelecekte uzun ve ince tünellerin yapılabileceği düşünülmektedir. Bu tünellerdeki bütün hava dışarı pompalanarak harekete karşı olan direnç azaltılabilecektir. Tünelin içine boyutları tünelle hemen hemen aynı olan trenler yerleştirilebilecek ve trenlerin hava kuvveti ile itilerek işletilmesi sağlanabilecektir.

Yorum yazın