Tünelleme Kazma Makineleriyle Çalışmak İçin Güvenlik Önermeleri Nelerdir?

Tünel Delme Makinesi Operasyonlarında Temel Risklerin Anlaşılması

Tünel Açma Makinesi (TBM) Operasyonlarındaki Yaygın Tehlikeler

Tünelleme makinaları (TBMs), kararsız zemin koşulları, makine parçalarının arızalanması ve çalışanların sondaj operasyonlarından kaynaklanan toz partiküllerini soluması gibi sorunlarla birlikte gelir. 2025'te yayımlanan bir araştırma, bu sorunlara Hata Ağacı Analizi ve Analitik Hiyerarşi Süreci adı verilen yöntemlerle bakmıştır. Araştırmanın sonuçları, sahada en sık nelerin yanlış gittiği konusunda oldukça açıklayıcıdır – zemin çökmeleri oldukça sık meydana gelmekte ve ilerlemeyi aniden durduran can sıkıcı kesici başlık tıkanmaları yaşanmaktadır. TBMs fay hatlarına yakın çalıştığında, daha kararlı bölgelere kıyasla aniden kaya patlaması yaşama ihtimali yaklaşık iki kat daha fazladır. Bu, ekiplerin hangi tip araziyle karşı karşıya olduklarına göre günlük operasyonlarını ayarlamaları gerektiği anlamına gelir.

Tünel İnşaat Ortamlarında Makineye Özel Riskler

TBM'ler, ana rulmanların aşırı ısınması ve itme sisteminin hizalanmaması gibi benzersiz operasyonel zorluklarla karşı karşıyadır. Karma yüzeyli jeolojide çalışan modern TBM'ler kesici takım üzerinde %22 daha yüksek aşınma oranları yaşar ve bu da bakım gereksinimlerini artırır. Tünelleme güvenliği kriterlerine göre, mekanik arızaların %40'ından fazlası sert kaya kazısında tork yönetiminin yanlış uygulanmasından kaynaklanmaktadır.

Tünel Güvenliği için Jeolojik ve Geoteknik Analiz

2023 TBM güvenlik araştırmasında gösterildiği gibi, kapsamlı ön inşaat araştırmaları jeolojik sürprizleri %78 oranında azaltır. Temel metrikler şunlardır:

Aşamalı geoteknik izleme uygulayan projelerde planlanmayan makine duruşlarının %40 daha az olduğu bildirilmektedir.

Vaka Çalışması: İsviçre Alpleri'ndeki Bir Tünel Projesinde Jeolojik Kararsızlık Olayı

2021 yılının başlarında, Alpler'in içine kazı yapan işçiler, Tünel Açma Makinesi numara 14 beklenmedik bir şekilde yumuşak kil dolu alana çarptığında ciddi sorunlarla karşılaştı. Zemin basıncı mühendisler durumu kontrol altına almayı başarana kadar 35 megapaskalın üzerine çıktı ve tünel duvarlarını neredeyse %19 oranında büküldü. Yaşanan bu karmaşanın gecikmeler ve onarımlar dahil toplam maliyeti yaklaşık on sekiz milyon dolar oldu. Yaşanan olaya dönük yapılan değerlendirmelerde uzmanlar, daha iyi uyarı sistemleri kullanılsaydı benzer tehlikelerin neredeyse tamamının (yaklaşık %92'si) önlenebileceğini ortaya koydu. Günümüzde, yapay zekâ kullanarak ilerideki kaya oluşumlarını analiz ederek bu tür yeraltı sürprizlerini önceden tahmin edebilen daha akıllı teknolojilerin kullanılması yönünde sesler yükselmektedir.

Tünel Açma Makinelerinde Temel Güvenlik Protokolleri ve Teknolojik Güvenlik Önlemleri

Tünel açma operasyonları için OSHA güvenlik düzenlemelerinin uygulanması

Tünelleme işlemleri OSHA standartlarına uygun şekilde yürütüldüğünde, ölüm oranı büyük ölçüde düşer—2023 OSHA yıllık raporuna göre yaklaşık %62. Kurallar, dar alanlarda hava kalitesinin kontrol edilmesi, acil durumlara karşı net kaçış yollarının hazırlanması ve kesici başlıklarda çalışırken katı güvenlik adımlarının izlenmesi gibi uygulamaları gerektirir. Gerçekten de sertifikalı güvenlik görevlileri işe alan inşaat sahalarında, uygun sertifikasyona sahip olmayanlara kıyasla makinelerle ilgili kazalarda yaklaşık %40 daha az yaralanma görülür. Bu durum mantıklıdır çünkü eğitimli profesyoneller hangi risklerin bulunduğunu ve bunların felakete dönüşmeden nasıl önleneceğini bilir.

TBM sistemleri için önleyici bakım protokolleri

Planlı bakım döngüleri, kesici disklerin kullanım ömrünü 300–400 çalışma saati kadar uzatır ve planlanmamış durma süresini %74 oranında azaltır (NIST 2023). Kritik protokoller şunları içerir:

• Günlük itme silindirlerinin tork kalibrasyonu
• Haftalık konveyör kayışı gerginlik sistemlerinin kontrolü
• Aylık vida konveyör kanatlarında aşınma analizi
  2023 yılında yapılan bir büyük kentsel tünel rehabilitasyon projesi, ana rulmanlarda tahmine dayalı gres numunelerinin kritik kazı aşamaları sırasında felaketle sonuçlanabilecek arızaların önüne geçmesinde nasıl etkili olduğunu gösterdi.

Gerçek zamanlı izleme ve otomatik alarm sistemleri

Modern TBM'ler, dakikada 4.000 veri noktasını ileten 120–180 adet entegre sensör içerir ve bunlar şunları kapsar:

Çok aşamalı alarm sistemleri, jeolojik anormallikler önceden programlanmış güvenlik sınırlarını aştığında otomatik olarak itme basıncını azaltır ve kesici başlık sıkışma olaylarını %33 oranında düşürür (Tunneling Journal 2024).

Eğilim: Modern TBM'lerde yapay zekâ destekli teşhis sisteminin entegrasyonu

Uluslararası Tünelcilik Birliği tarafından geçen yıl yayımlanan araştırmaya göre, on iki farklı operasyonel faktörü izleyen yeni makine öğrenimi sistemleri, rulman arızalarını oluşmasından 72 ile neredeyse 100 saat önce tespit edebiliyor. Tahmini bakım çalışmalarında oldukça etkileyici olan bu doğruluk oranı yaklaşık %89 seviyesinde. Mühendislerin yapay zekayı kullanarak ilerleme hızlarını optimize ettiği son tünel projelerine bakıldığında, kazı istikrarı için güvenlik standartlarını zedelemeden inşaatın yaklaşık %22 daha hızlı ilerlediği görülmüştür. 2023 yılında gerçekleştirilen büyük hidroelektrik tüneli genişletme projesinde yaşananları örnek alalım. Çalışanlar beklenmedik kireçtaşı formasyonlarıyla karşılaştığında, yapay zeka kontrol sistemi devreye girerek şlamlı basınca otomatik ayarlamalar yaptı. Bu akıllı müdahale, sahada en az üç muhtemel çökmeyi önledi ve hem zaman ve para tasarrufu sağladı hem de yer altında çalışanların güvenliğini korudu.

Kişisel Koruyucu Ekipman ve İşçi Güvenliği İyileştirmeleri

Modern tünel açma makineleriyle çalışmak, sahadaki çeşitli tehlikelerden korunmak için katı PPE kurallarına uymak anlamına gelir. Günümüzde tünellerde çalışan işçiler baştan aşağıya koruyucu giysiler giymek zorundadır. Darbeye dayanıklı şapkalar mutlaka kullanılmalıdır ve özellikle yer altı seviyesinin altında iyi görünürlük için entegre ışıklı modeller tercih edilmelidir. Kullandıkları eldivenler ağır makine kullanımından kaynaklanan titreşimleri emmeye yardımcı olur ve ayakkabılarının burun kısımları takviyeli, tabanları ise keskin nesnelerden gelen delmeleri önleyecek şekilde yapılmıştır. Solunum koruması da oldukça önemlidir çünkü dar alanlarda sondaj yapılırken tüneller hızla silika partikülleri içeren tozlarla ve diğer zararlı gazlarla dolar. Geçen yılın sektör raporlarına göre, son zamanlarda piyasaya sürülen bazı yeni malzemeler, farklı markalarda ortalama %22 oranında ağırlık azalması sağlarken koruyucu ekipmanın gücünü korumaktadır.

Biyometrik Geri Bildirimli Akıllı Kişisel Koruyucu Ekipmanlarda İlerlemeler

Modern kişisel koruyucu ekipmanlar, kalp atış hızı, vücut sıcaklığı ve bir kişinin çalışırken ne kadar yorulduğu gibi faktörleri izleyen biyometrik sensörlerle donatılmıştır. Bu akıllı güvenlik cihazları, bir çalışanın fiziksel sınırlarına yaklaştığını tespit ettiğinde hemen görevlilere uyarı gönderir. Geçen yıl yapılan saha testlerine göre, bu erken uyarı sistemi ısı stresi vakalarında yaklaşık %38 oranında azalmaya neden olmuştur. Bazı gelişmiş modeller, çalışanların makinalardaki tehlikeli hareketli parçalara fazla yaklaşmaları durumunda onları uyarmak için özel radyo sinyalleri kullanan çarpışma algılama teknolojisi bile içerir. Önümüzdeki yıllarda uzmanlar, özellikle yer altı çalışma ortamları için yeni düzenlemeler ve şirketlerin işçilerin güvenliği için her şeyi Nesnelerin İnterneti aracılığıyla bağlamaya devam etmeleri nedeniyle, bu akıllı KKE sektörünün 2028 yılına kadar yılda yaklaşık %13 oranında büyüyerek oldukça hızlı bir şekilde genişlemesini bekliyor.

İşçi güvenliğine bu kapsamlı yaklaşım, geleneksel koruyucu önlemleri tahmin edici teknolojilerle birleştirerek kazı çalışmalarının doğasında bulunan risklere karşı katmanlı bir savunma oluşturur.

Daha Güvenli Kazı İçin Otomatik Sistemler ve Zemin Destek Teknolojileri

Tehlikeli bölgelere insan maruziyetini azaltmada otomatik kazının rolü

Günümüzde, modern tünel açma makineleri, kaya kararlılığının tartışmalı olduğu tehlikeli alanlarda tüm kesme işlemlerinin yaklaşık %83'ünü üstlenen robotik kollara sahiptir. Bu durum, işçilerin tahmin edilemeyen tünel duvarlarına yaklaşmasını azaltır. Bu makineler, LiDAR tarama ve basınç izleme gibi otomatik sistemlere dayanarak sorunsuz bir şekilde çalışır. Geçen yıl Ulusal Tünelcilik Birliği'nin raporuna göre bu teknolojik gelişmeler, tünel kazı yaralanmalarının beşte birine neden olan aşırı kazı durumlarının önlenmesine yardımcı olur. Karmaşık gibi görünse de temelde bu, inşaat ekiplerinin kaya formasyonları boyunca ilerlerken hızdan ödün vermeden koruyucu bariyerlerin arkasında güvenli bir mesafede kalmasını sağlar.

İlk kazı aşamalarında destek sistemleri ve stabilite

Gelişmiş TBM'ler, üç ana mekanizma aracılığıyla sıralı destek kurulumunu entegre eder:

Bu sistemler, tarihsel tünel kazalarının %78'inde belirlenen kritik ilk saat çökme penceresini ele alarak kazıdan itibaren 15 dakika içinde tünel duvarlarını stabilize etmek üzere birlikte çalışır.

Vaka Çalışması: Tam otomatik segment montaj makinesi, Tokyo metrosunun genişlemesinde yaralanma oranlarını %40 azalttı

Tokyo Belediye Hükümeti'nin, Namboku Hattı uzantısı sırasında 4,5 tonluk beton kaplamaların manuel taşınmasını ortadan kaldıran yapay zeka destekli segment yerleştirme sistemlerini devreye sokması şu sonuçları doğurdu:

• Kesici kafa bölgesinde çalışanların iş saati %92 azaldı
• Ağır kaldırma nedeniyle kas-iskelet sistemi yaralanmaları %100 azaldı
• İkincil risklere neden olan segment hizalama hataları %76 azaldı

Uygulamadan sonraki güvenlik denetimleri, tüm proje aşamalarında otomasyon seviyeleri ile olay sıklığı arasında doğrudan bir ilişki gösterdi.

Strateji: Yüksek riskli tünellerde kademeli otomasyon benimsenmesi

Önde gelen müteahhitler, 4 aşamalı bir uygulama çerçevesi kullanmaktadır:

1. Deneme testi kritik olmayan alt sistemlerde otomasyon (taşıyıcılar, havalandırma)
2. HIBRIT İŞLEME manuel geçici devreye alma imkanı sunan dönemler
3. Tam Otomasyon birincil kazı fonksiyonlarının
4. Tahmin edici bakım makine öğrenimi kullanarak entegrasyon

Bu yaklaşım, ekiplerin güvenlik kontrollerini korurken operasyonel uzmanlık kazanmalarına olanak tanır ve erken benimseyenler, tam otomasyona hemen geçilmesiyle karşılaştırıldığında tehlikeye müdahale süresinde %62'lik bir hızlanma bildirmektedir.

Acil Durum Hazırlığı ve Tünelleme Yöntemlerinde Karşılaştırmalı Güvenlik

Derin Tünellerde Tahliye Yolları ve Sığınma Odalarının Tasarımı

Modern tünel projeleri, her biri ≤ 500 metre arayla yerleştirilmiş birden fazla tahliye yolu ile basınçlı sığınma odalarında 2 saatten fazla nefes alınabilir hava sağlama önceliği verir. Bu sistemler, ani çökmeler veya gaz sızıntıları sırasında düşük görünürlük koşullarında bile hızlı tahliyeyi sağlayarak riskleri azaltır.

Tünel Acil Durumlarında İletişim Sistemleri

Artık geleneksel kablolu sistemlere yedek kablosuz mesh ağlar eşlik etmekte ve 1 km'den fazla derinlikte bağlantı sağlanabilmektedir. Hibrit iletişim kurulumu kullanan projeler, son hidroelektrik tünel projelerinde acil durum müdahale sürelerini %33 oranında kısaltmıştır.

TBM Ekibi için Düzenli Eğitimler ve Acil Durum Müdahale Eğitimi

Zorunlu üç aylık simülasyonlar, kesici kafa yangınları veya ani yeraltı suyu girişi gibi senaryolara karşı ekipleri hazırlar. Belirsiz hata ağacı analizi kullanarak risk önceliklendirmesi yapan araştırmalar, eğitilmiş ekiplerin kritik olaylara eğitilmemiş ekiplere göre %40 daha hızlı çözüm bulduğunu göstermektedir.

Acil Durum Senaryo Planlaması için Dijital İkiz Simülasyonları

Gelişmiş modelleme araçları, 2023 yılında yapılan bir dijital ikiz çalışmasına göre jeolojik davranışları %94 doğrulukla yansıtabiliyor. Bu simülasyonlar, kazı işlemine başlamadan önce mühendislerin 200'den fazla felaket varyantı altında tahliye protokollerini test etmesini sağlar.

Geleneksel Delme Yöntemlerine Kıyasla Tünel Açma Makinelerinin Güvenlik Avantajları

TAM'ler, delme-patlatmaya kıyasla personelin kararsız tünel yüzeylerine maruz kalmasını %78 oranında azaltır. HEPA filtreleme sistemli kapalı operatör kabinleri, solunum kaynaklı tehlike olaylarını %62 oranında düşürür (Ponemon 2022).

İstatistiksel Karşılaştırma: Delme-Patlatma ile TAM Projelerinde Yaralanma Oranları

ITA 2022 raporu, geleneksel yöntemlere kıyasla TBM projelerinde saat başına 2,7 yaralanma ve 8,1 yaralanma bildirmektedir. 12 bardan fazla hiperbarik koşullarda neredeyin sıfır kaza oranına otomasyonla geliştirilmiş TBM'ler ulaşmaktadır.

SSS

Tünel açma makineleri (TBM'ler) nelerdir ve yaygın tehlikeleri nelerdir?

Tünel açma makineleri (TBM'ler), tünel inşaatında kullanılır. Yaygın tehlikelere zeminin kararsız olması, makine arızaları ve toz inhalasyonu dahildir.

Jeolojik araştırmalar tünel güvenliğini nasıl artırır?

Jeolojik araştırmalar sürprizleri %78 oranında azaltarak güvenliği artırır ve duruşları azaltır.

Yapay zeka (AI), TBM operasyonlarında hangi role sahiptir?

Yapay zeka (AI), bakım ihtiyaçlarını öngörerek inşaat hızını ve stabiliteyi optimize eder.

Kişisel koruyucu ekipmanlarda hangi gelişmeler kaydedilmiştir?

Biyometrik sensörlü akıllı kişisel koruyucu ekipmanlar çalışan sağlığını takip eder ve ısı stresi vakalarını %38 oranında azaltır.

Otomatik sistemler kazı çalışmalarında güvenliği nasıl artırır?

Otomatik sistemler, çoğu kesme işlemini üstlenerek işçilerin maruz kalmasını azaltır ve tünel duvarlarını verimli bir şekilde stabilize eder.

Tünelcilikte acil durum hazırlığı neden önemlidir?

Hazırlık, tahliye yollarının tasarımını ve düzenli tatbikatların yapılması işlemlerini içerir ve bu da acil durumlara hızlı ve güvenli şekilde müdahale etmeyi sağlar.