Tünel kanalı için sualtı kazı ve tarama işlerinin bir bölümünün yapılabilmesi için kapma kepçeli tarak gemileri kullanılacaktır. Resimde gösterilen tarak gemisi Birleşik Devletlerden Chicago o zamana kadar inşa edilen en büyük ve en güçlü kepçeli tarak gemilerinden biriydi. Maalesef bu tarak gemisi, birkaç yıl önce Kuzey Denizinde alabora oldu. Resimde, tarak gemisi ile yapılan bir mavnanın içine toprak boşaltma işlemi gösterilmiştir.
Sualtı Kazı ve Tarama ve Atık Uzaklaştırma
Batırma Tüp Tüneli, İstanbul Boğazının deniz dibine gömülecektir. Bu nedenle deniz dibinde yapı elemanlarını içine alabilecek kadar büyük bir kanalın açılması gerekecektir; ayrıca bu kanal, Tünelin üzerine bir örtü tabakası ve koruyucu tabakanın yerleştirilebilmesini sağlayacak şekilde inşa edilecektir.
Bu kanalın sualtı kazısı ve tarama işleri, ağır sualtı kazı ve tarama ekipmanları kullanılarak, yüzeyden aşağıya doğru yapılacaktır. Dışarı çıkarılması gereken yumuşak zemin, kum, çakıl ve kaya miktarının toplam olarak 1,000,000 m3ü aşacağı hesaplanmıştır.
İstanbul Boğazı, güzergahın en derin noktasında bulunmaktadır ve yaklaşık 44 metre derinliğe sahiptir. Tünelde en az 2 metre koruyucu tabakanın kullanılması gerekecektir ve batırma tünelin enkesiti, yaklaşık 9 metre derinliğinde olacaktır. Bir başka ifadeyle tarak gemisi, yaklaşık 58 metre derinlikte işletilebilmelidir.
Bu işin gerçekleştirilmesini sağlayacak sadece sınırlı sayıda farklı ekipman tipleri bulunmaktadır. Bu işlerde büyük bir olasılıkla Kapma Kepçeli Tarak Gemisi (CSD) ve Çekme Kovalı Tarak Gemisi (TSHP) kullanılacaktır.
Kapma Kepçeli Tarak Gemisi, bir mavna üzerine yerleştirilmiş çok ağır bir araçtır. Bu aracın adından da anlaşılabileceği gibi iki veya daha çok kepçesi bulunur; bu kepçeler, cihaz mavnadan aşağıya düşürüldüğünde açılan ve mavnadan aşağıya doğru sarkıtılıp askıda bırakılan kepçelerdir. Kepçeler çok ağır olduğu için, deniz dibine batar. Kepçe, deniz dibinden yukarıya doğru kaldırıldığında, otomatik olarak kapanır ve böylece gereçler, yüzeye kadar taşınır ve kepçeler aracılığıyla mavnalar üzerine boşaltma işlemi yapılır.
En güçlü kepçeli tarak gemileri, tek bir çalışma çevriminde yaklaşık 25 m3 kazı yapabilecek kapasiteye sahiptir. Kapma kepçeli tarakların kullanımı, en çok yumuşak ila orta sertlikteki gereçlerde yararlıdır ve bu taraklar, kumtaşı ve kaya gibi sert gereçlerde kullanılamaz. Kapma kepçeli taraklar, en eski tarak gemisi tiplerinden biridir; fakat bu tür sualtı kazısı ve tarama işleri için halen dünya genelinde yaygın bir şekilde kullanılmaktadırlar.
Kirlenmiş toprağın taranacak olması halinde, kepçelere bazı özel kauçuk contalar takılabilecektir; bu contalar, kepçenin deniz dibinden yukarı çekilmesi sırasında artık tortuların ve ince parçacıkların su sütununa salınmasını engelleyecek veya salınan parçacık miktarının çok sınırlı düzeylerde tutulabilmesini sağlayacaktır.
Kepçenin avantajları, çok güvenilir olması ve yüksek derinliklerde kazı ve tarama işlerini yapabilmesidir. Dezavantajları, derinlik arttıkça kazı oranının dramatik düzeyde azalması ve İstanbul Boğazındaki akıntının, doğruluk düzeyini ve genel olarak performansı etkileyecek olmasıdır. Ayrıca kepçelerle sert gereçlerde kazı ve tarama yapılamamaktadır.
Çekme Kovalı Tarak Gemisi, üzerinde bir emme borusu bulunan daldırmalı tip bir tarama ve kesme cihazıyla birlikte monte edilmiş özel bir gemidir. Gemi, güzergah üzerinde seyrederken, suyla karışan toprak, deniz dibinden geminin içerisine pompalanır.
Tortuların geminin içinde çökelmesi gereklidir. Geminin maksimum kapasitede doldurulabilmesi için, gemi hareket ederken yüksek miktardaki artık suyun gemiden dışarıya akıtılabilmesi sağlanmalıdır. Gemi dolduğunda, atık boşaltma alanına gider ve atıkları boşaltır; bu işlemden sonra gemi diğer çalışma çevrimi için hazır olacaktır.
En güçlü TSHD gemileri, tek bir çalışma çevriminde yaklaşık 40,000 ton (yaklaşık 17,000 m3) gereç alabilmekte ve yaklaşık 70 metre derinliğe kadar kazı ve tarama yapabilmektedir. TSHD gemileri, yumuşak ila orta sertlikteki gereçlerin içinde kazı ve tarama yapabilmektedir.
Bir TSHD gemisinin avantajları, yüksek kapasiteye sahip olması ve mobil sisteminin ankraj sistemlerine dayanmamasıdır. Dezavantajları ise, doğruluk düzeyinin fazla olmaması ve kıyıya yakın olan alanlarda bu gemilerle kazı ve tarama işlerinin yapılamamasıdır.
Batırma tünelinin terminal bağlantı derzlerinde, kıyıya yakın olan yerlerde bir miktar kayanın kazılması ve taranması gerekecektir. Bu işlemin gerçekleştirilebilmesi için iki farklı yol izlenebilir. Bu yollardan biri, standart yöntem olan sualtı delme ve patlatma yönteminin uygulanmasıdır; diğer yöntem ise patlatma uygulanmadan kayanın parçalanabilmesini sağlayan özel bir keskileme cihazının kullanılmasıdır. Her iki yöntem de yavaş ve masraflıdır; ve delme ve patlatma yönteminin tercih edilmesi halinde, çevrenin ve etrafta bulunan bina ve yapıların korunabilmesi için bazı özel tedbirlerin düzenlenmesi gerekecektir.
Resimde, kepçenin yakından çekilen bir fotoğrafı gösterilmiştir. Bu resimden de kolaylıkla görülebileceği üzere, gerçekten de ağır ekipmanlardan bahsediyoruz!
Çekme Kovalı Tarak Gemileri, birçok farklı konfigürasyon yapısıyla inşa edilmiştir. Resimde, bugüne kadar inşa edilen en büyük TSHD gemilerinden biri olan 2001 yılında yapılmış Hollandadaki HAM318 gösterilmiştir. Toplam kurulu güç kapasitesi, yaklaşık 40,000 HP düzeyindedir.
Bu resimde, Çekme Kovalı Tarak Gemisi ile kazı ve tarama işleri yapılırken, deniz dibindeki gereçleri emerek içine çeken bir emme başlığı örneği gösterilmiştir.