Construccion mecanizada de_tuneles

ASOCIACIÓN DE INGENIEROS DE MINAS DEL ECUADOR

MODULO 8 : Construcción MecanizadaGEOCONSULT

LATINOAMERICA LTDA.

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MODULO 8

Construcción Mecanizada de Túneles

GEOCONSULT LATINOAMERICA LTDA.

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Máquina de Beamont, 1882

Primera prueba de construir un túnel bajo el Canal de la Mancha.





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Mejores condiciones sanitarias y de seguridad para los trabajadores;

Industrialización del proceso de construcción (menores costos y plazos) – Avances prom. >10m/día;

Excavación en condiciones de subsuelo complejas y muy poco favorables en forma económica y segura;

Características de la Excavación Mecanizada

Mejor calidad de la construcción (menor perturbación del terreno, revestimiento, etc.)

Limitaciones en la implementación de cambios en la técnica de construcción;





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Sin Sostenimiento InmediatoRozadoras

Excavadoras

TBM (Tunnel-Bore Machine): abierto con Mordazas

Con Sostenimiento PeriféricoTBM: abierto con escudo y Mordazas

TBM/Shield: abierto con escudo

Con Sostenimiento Periférico y Frontal

TBM: frente con soporte mecánico

Shield: frente con aire comprimido

Técnicas de Excavación Mecanizada

Shield: frente con suspensión bentonítica

Shield: frente con presión de lodos

Shield: frente tipo mixto





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Excavadoras / Picadoras

Excavadoras (retros, especiales): Suelo y Roca Blanda

Picadores (martillo hidráulico): Roca Blanda a Medianamente Dura





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Rozadoras (Road-headers)

Inicialmente diseñado para el área de extracción de mineral de Carbón y suelo blando, fue posteriomente ampliado para uso en rocas más duras.





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Excavación con Road-header





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Capacidad de Excavación de un Roadheader de 300kW con relación a la resistencia de la roca





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TBM (Tunnel Bore Machine) con Mordazas

Presenta un sistema de mordazas que se apoya sobre el macizo impulsando la máquina.





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TBM (Tunnel Bore Machine) con Mordazas

Túnel Lötschberg, Suiza





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TBM (Tunnel Bore Machine) con Perforadora Piloto

Presenta una perforadora piloto con sistema de mordazas que se agarra al macizo impulsando la máquina.





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Sostenimiento Típico

Hormigón Proyectado vía húmeda: Robot adaptado a la TBM

Hormigón Proyectado Vía Seca





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TBM/Shield con Sostenimiento Periférico

Escudo Abierto (con brazo excavador)

Escudo Abierto (con brazo con fresa)

Opcionalmente, puede utilizarse asociado al aire comprimido





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TBM con Sostenimiento Periférico y Frontal

TBM con sostenimiento mecánico del frente

No presenta presión hidrostática en el frente





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Shield con Sostenimiento Periférico y Frontal

Escudo tipo EPB (Earth-pressure balanced)

Presenta presión de lodos en el frente





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Escudo tipo Mixto (Slurry-Shield)

Presenta presión hidráulica (suspensión bentonítica) en el frente





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Rango de aplicación EPB o Slurry Shield en función de la distribución granulométrica (factor permeabilidad)





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Radiografía de un Shield

EPB (Esquema Izq.)

Slurry Shield(Esquema Arrima)





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Radiografía de un Shield





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Dovelas de Hormigón Armado PrefabricadoInstaladas en el interior del escudo y utilizadas como apoyo para los gatos hidraulicos del TBM/Shield





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Revestimiento con Dovelas de Hormigón Armado Prefabricado





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Ejemplos Ilustrativos

Llegada de TBM a las estaciones





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Avance de TBM con ayuda de los gatos hidráulicos





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Entrada de un túnel desde el interior de una estación





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Estación de Control Remoto del Shield





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Diversos – Máquinas Especiales

Doble-Shield

Presenta la ventaja de usar tanto sistema de mordaza como escudo protector (permite mayor flexibilidad y modo operacional)





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2 Shields Gemelos (Horizontal o Vertical)





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3 Shields combinados





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Diversos - Microtunelling

Microtunelling – Hincado de Tubos

Revestimiento con tubos de acero u hormigón armado prefabricado





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Diversos – Raise Boring

Raise Boring para perforación sub horizontal y Vertical (Construcción de Piques)



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