Evaluation of machine utilization time and performance of EPB TBMs used in Atakoy –Ikitelli metro tunnel project
Ataköy – İkitelli metro tüneli projesinde kullanılan EPB TBM'lerin makine kullanım oranı ve performansının değerlendirilmesi
- Tez No: 512380
- Danışmanlar: DOÇ. DR. DENİZ TUMAÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Maden Mühendisliği ve Madencilik, Mining Engineering and Mining
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Maden İşletme Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 129
Özet
Bu tezde, geçmişten günümüze kadar sert kaya ve zayıf zeminde kullanılan tünel açma makineleri için yapılan ve en çok kullanılan performans tahminleri ile makine kullanım oranı modelleri araştırılmıştır. Zayıf zeminler için yapılan çalışmaların sert kaya tünelciliği için yapılan çalışmalara oranla kısıtlı olmasına dikkat çekilmiştir.Bu bağlamda, şu anda yapım işleri hala devam etmekte olan Ataköy – İkitelli metro tüneli projesinde kullanılan dört adet arazi basıncını destekleme esasına göre çalışan tünel açma makinesinin performans analizi ve makine kullanım oranı detaylı bir şekilde incelenerek yorumlanmıştır. Sahadaki bütün bu gelişim süreci makinelerin kurulum aşamasından kazı aşımasına kadar sahada takip edilmiştir. İlk olarak, makinelerin kurulum süreçlerinden bahsedilmiş ve günlük ilerleme hızları karşılaşılan problemlerde belirtilerek irdelenmiştir. Sonrasında makinelerin aylık ve günlük ortalama ilerlemeleri duraklamalar dahil olacak ve olmayacak şekilde değerlendirilerek genel farklılıklara değinilmiştir. Projede değerlendirilen kısım çerçevesinde kazısı yapılan Güngören, Çukurçeşme ve Gürpınar Formasyonlarının belirlenen aralıklarda kazı parametlerine etkisi performans analizleri ve proje çıktıları yorumlanarak araştırılmıştır. Buna ek olarak, saha yönetimi ve planlama ile ilgili sorunlar vardiya ve makine raporları kullanılarak tespit edilmiş, daha sonrasında planlı, plansız gelişen ve operasyonel duraklamaların sebepleri analiz edilmiştir. Bütün makinelerın aynı özellikte olmasına rağmen, paralel tünellerde aynı yönlere doğru kazı yapan makinelerin kullanım süreleri ve performansları arasındaki esas farklılıklar karşılaştırılmıştır. Bu çalışmanın sonucunda, Ataköy istasyonu yönündeki kumlu zeminde (Çukurçeşme Formasyonu) makinelerin ortalama tork değerlerinde kumun yüksek sürtünme katsayısı nedeniyle bir artış gözlenmiştir. Bu durum karşısında makinelerin ilerleme hızları önemli ölçüde düşerken, kullanım oranları kazı sürelerinin artmasından dolayı verimsiz bir şekilde artış göstermiştir. İkitelli istasyonuna doğru kazı yapan makinelerin ortalama tork ve itme kuvveti değerleri killi zemin (Gürpınar Formasyonu) içerisinde kilin gösterdiği zemin mekaniği özelliklerine bağlı olarak önemli oranda artmıştır. Makinelerin kazısı sırasında bir birim hacimdeki kili kazmak için gerekli olan spesifik enerji ve ilerleme hızları göz önünde bulundurulduğunda, en etkili kazı en düşük penetrasyon direnci olan ve tünelci sınıflamasına göre şişme – dökülme özelliği gösteren Güngören Formasyonu kazısında elde edilmiştir. Bunlara ek olarak, özellikle Ataköy yönüne doğru killi zeminde arkada kazı yapan makinenin ilerleme hızı, kumlu zemindeki elde edilen verilerin aksine daha düşüktür. Makinelerin itme ve tork kuvvetlerinde yer yer uzun duraklamalar sebebiyle jeolojiksel formasyondan bağımsız olarak artışlar gerçekleşmiştir. Diğer bir taraftan, projenin başındaki etkili planlama ve saha yönetiminin elzem önemi karşılaşılan problemlerin projenin ileri safhaları sırasında makine kullanım oranı üzerindeki etkisi değerlendirilerek kanıtlanmıştır. Açıkca görülüyor ki, makine kullanım oranı şaft hazırlık ve bekleme periyotları çıkarıldığında gözle görülür bir biçimde artış göstermektedir. S-1031'e detaylı bir makine kullanım analizi yapılmış ve sonuç olarak bu uzun beklemeler elimine edildiğinde makine kullanım oranının %22'den %30'lara kadar arttığı gösterilmiştir. Tünel inşaatı sırasında zorlu jeolojik koşullardan dolayı zaman kayıpları yaşanmış, ve bu durum makine kullanım oranını düşürmüştür. Bunun sonucu olarak, S-1029 kodlu TBM'in %13 ile genelde en düşük makine kullanım oranına sahip olduğu gösterilirken, en az problemle karşılaşan ve en son kazıya başlayan S-1030 kodlu TBM'in %28 ile genelde en yüksek makine kullanım oranına sahip olduğu gözlenmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the performance of the TBMs used in Ataköy – İkitelli metro tunnel project is evaluated, and dominant factors influencing the machine utilization are examined. The progress of the worksite was followed personally from the beginning of the assembly of the machines to construction on site. The effect of geological conditions on machines performance is investigated via performance analyses and interpretation of the project outputs. Thus, the advance rates of four TBMs are compared within three different geological formations in Istanbul. Besides, site management and scheduling related issues are determined based upon shift and machine reports, and then the reasons of the scheduled, non-scheduled and operational stoppages are analyzed. Despite identical specifications of the TBMs, main differences on utilization durations and performance of the TBMs are compared between the two TBMs, which excavated through the parallel tunnels in the same direction. As a result of this study, an increase in average torque values was observed within the sandy soil (Çukurçeşme Formation) in the direction of Ataköy station due to the higher friction coefficient of sand, and under these circumstances, advance speed of the TBMs decreased considerably, while utilization per ring increased inefficiently. The average torque and thrust force values increased significantly depending on the soil properties within the clayey soil (Gürpınar Formation) in the direction of İkitelli station. When required specific energy to excavate unit volume of clayey soil and advance rate are taken into consideration, the most efficient excavation is obtained within Güngören Formation, which has the lowest standard penetration test value (N30) and favorable soil properties. Additionally, the advance rate of the TBM, which was driven in the behind of the first one, is lower within the clayey soil in contrast to values received in advance speed within sandy soil especially in the direction of Ataköy station. On the other hand, crucial significance of effective scheduling and site management at the beginning of the project is proven by considering the effect of the encountered problems on the machine utilization rate during the progressive stages of the project. It is clearly shown that the machine utilization rate increased remarkably when the long shaft preparation and waiting periods are excluded. Detailed machine utilization time analysis of S-1031 is carried out, and the result shows that MUT increased from 22% to 30% when these long stoppages are eliminated. The time losses were experienced due to challenging geological conditions, and this situation decreased MUT during the construction of the tunnel. In contrast to the most efficient MUT at 28% for S-1030, it is shown that S-1029 has the lowest MUT at 13% because of such time losses.
Benzer Tezler
- Yatay ön araştırma delgi verileri ile kayacın jeomekanik özelliklerinin ilişkilendirilmesi melen boğaz geçiş tüneli örneği
Correlation of geomechanical properties of rock with horizontal pre-drilling data Melen Bosphorus crossing tunnel example
AYDIN BAKIR
Doktora
Türkçe
2024
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ENVER VURAL YAVUZ
- A general evaluation of the performance of roadheaders used in coal mines
Kömür ocaklarında kullanılan kollu galeri açma makineleri performansının genel değerlendirmesi
BEHNAZ HALLAJI DIBAVAR
Doktora
İngilizce
2023
Maden Mühendisliği ve MadencilikHacettepe ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SAİR KAHRAMAN
- The performance evaluation of ai based resource allocation algorithms for donwlink NOMA systems
Aşağı yönlü NOMA sistemlerinde yapay zeka tabanlı kaynak tahsis algoritmalarının performans analizi
EDA KURT KARAKUŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN ALİ ÇIRPAN
- Using task-based visual attention for continually improving the performance of autonomous game agents
Otonom oyun ajanlarının performansını sürekli iyileştirmek için görev tabanlı görsel dikkat kullanımı
EREN ULU
Doktora
İngilizce
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolHacettepe ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TUNCA DOĞAN
DOÇ. DR. UFUK ÇELİKCAN
- Akıllı şebekelerde makine öğrenmesi teknikleriyle kısa dönem rüzgâr hızı tahmini: Kocaeli-Türkiye örneği
Short–term wind speed forecasting in smart grids with machine learning techniques: A case study in Kocaeli-Türkiye
MAYSA GAIDOUM AHMED GAIDOUM
Doktora
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YILMAZ UYAROĞLU