DAIRO ANDRÉS SICACHÁ LOZANO -...

PASANTIA CONSTRUIRTE S.A INTERVENCIÓN DE LA TOPOGRAFÍA EN EL PROYECTO: CRUCE DE LA

CORDILLERA CENTRAL TUNEL DEL II CENTENARIO PORTAL TOLIMA

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INTERVENCIÓN DE LA TOPOGRAFÍA EN EL PROYECTO: CRUCE DE LA


DAIRO ANDRÉS SICACHÁ LOZANO

UNIVERSIDAD DEL QUINDÍO

PROGRAMA DE TECNOLOGÍA EN TOPOGRAFÍA

ARMENIA QUINDÍO

2013



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INTERVENCIÓN DE LA TOPOGRAFÍA EN EL PROYECTO: CRUCE DE LA


DAIRO ANDRÉS SICACHÁ LOZANO

Asesor

ARLEX FABIAN OSPINA RUIZ

Jefe de Topografía Construirte S.A.

UNIVERSIDAD DEL QUINDÍO

PROGRAMA DE TECNOLOGÍA EN TOPOGRAFÍA

ARMENIA QUINDÍO

2013



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NOTA DE ACEPTACIÓN

__________________________

__________________________

__________________________

JHON JAIRO DUQUE

__________________________

PRESIDENTE DEL JURADO

GILBERTO ECHEVERRY

__________________________

JURADO

JULIAN GARZON

__________________________

JURADO



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DEDICATORIA:

Este proyecto y carrera profesional la dedico 100% a mi familia especialmente a

mi mamá Claribel Lozano, papá Miguel Sicachá y hermano Miguel Arnoby Sicachá

por la compañía, el apoyo y la sinceridad frente a cada situación y decisión

tomada en mi vida, a Nataly Valderrama por la compañía, cariño, empeño y unidad

que me brinda cada día.



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AGRADECIMIENTOS

El autor presenta agradecimientos a: Arlex Ospina (jefe de topografía Construirte S.A), por la oportunidad, colaboración y empeño en este proyecto, por la confianza dentro del campo laboral y por la oportunidad de hacer parte de este mega proyecto como lo es el túnel de la línea, a Fredy Arango (Topógrafo) por las enseñanzas y compañía dentro de este proceso y campo laboral.



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CONTENIDO

1. GLOSARIO ......................................................................................................................... 10

2. TEMA .................................................................................................................................. 13

3. JUSTIFICACIÓN ................................................................................................................ 14

4. OBJETIVOS ....................................................................................................................... 15

4.1 GENERAL ................................................................................................................... 15

4.1.1 ESPECÍFICOS ............................................................................................................. 15

5. FUNCIONES A DESEMPEÑAR ....................................................................................... 16

6. PRODUCTOS A ENTREGAR .......................................................................................... 16

7. PRESUPUESTO Y RECURSOS NECESARIOS ........................................................... 17

8. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES .............................................................................. 20

9. MARCO TEORICO ............................................................................................................ 21

9.1 IMPORTANCIA DE LOS TÚNELES .............................................................................. 21

9.1.1 CARACTERÍSTICAS DE UN TÚNEL ........................................................................ 21

9.2.1. TOPOGRAFÍA DE APOYO ........................................................................................ 22

9.2.2 CÁLCULO DEL REPLANTEO DE UN TÚNEL ......................................................... 24

9.3.1 REFERENCIACIÓN DE PUNTOS ............................................................................. 25

9.3.2 REPLANTEO DE LA EXCAVACIÓN A PARTIR DE REFERENCIAS .................... 25

9.3.3 REPLANTEO A PARTIR DE EJES DE REFERENCIA MATERIALIZADOS CON

LÁSER. ................................................................................................................................... 25

9.4.1 ERRORES DE CIERRE DE LA EXCAVACIÓN EN EL PUNTO DE ENCUENTRO.

“CALE” .................................................................................................................................... 26

10. MARCO CONCEPTUAL .................................................................................................... 28

10.1. EMPRESA USUARIA CONSTRUIRTE S.A. ........................................................... 28

10.1.1 OBJETIVOS DE CALIDAD ....................................................................................... 28

10.2.1 POLÍTICA DE CALIDAD ........................................................................................... 28

11. MARCO REFERENCIAL ............................................................................................... 29

11.1 ACTIVIDADES Y CICLO DE LA TOPOGRAFÍA DEL TÚNEL: ................................ 29



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11.1.1 REPLANTEO: ......................................................................................................... 29

11.2.1 MARCACIÓN DE PEINES: ................................................................................... 30

11.2.2 CHEQUEO DE ARCOS DE SOSTENIMIENTO: ................................................ 31

11.3.1 MARCACIÓN DE PERNOS: ................................................................................. 31

12. RECURSO TECNICO ................................................................................................... 32

12.1 ESTACIÓN TOTAL TOPCON GPT-3100W ............................................................ 32

12.1.1 NIVEL SOKKIASDL30 ............................................................................................... 37

13. CONCLUSIONES .......................................................................................................... 40

14. BIBLIOGRAFÍA .............................................................................................................. 41

15. ANEXOS: ........................................................................................................................ 42

15. 1 LISTADO DE PLANOS .......................................................................................... 42

15.1.1 REPLANTEO ARCOS DE SOSTENIMIENTO .................................................... 43

15.2.1 POLIGONALES: ..................................................................................................... 46

15.2.2 TRIANGULACIONES ............................................................................................. 49

15.3.1 CONTROL DE ASENTAMIENTOS ...................................................................... 52

15.3.2 FOTOGRAFÍAS ..................................................................................................... 53



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LISTADO DE FOTOGRAFÍAS

1. Chequeo con topografía del Cale de las Galerías 10 - 11 ........................... 26

2. Replanteo de frente con Topografía Galería 9 avance ................................ 29

3. Marcación de peines para instalación de arcos de sostenimiento ............... 30

4. Replanteo de arcos con Topografía Galería 11 Avance .............................. 31

5. Punto de Topografía o Toma línea (TML) .................................................. 46

6. Replanteo de frente Túnel bermellón .......................................................... 53

7. Levantamiento Topográfico Zona Río Bermellón ........................................ 53

8. Levantamiento del río bermellón ................................................................. 54

9. Lanzado de concreto en arcos de sostenimiento del terreno ...................... 54

10. Localización del portal salida Túnel Bermellón ............................................ 55

11. Poligonal desde GPS 13 para re instalación de puntos de trabajo .............. 56

12. Replanteo segunda calzada Calarcá – Cajamarca ..................................... 57

13. Replanteo de frente con Topografía Avance Galería 9 ............................... 57

14. Replanteo de patas con Topografía sección inferior ................................... 58

15. Control de asentamiento Contra Avance Galería 9 ..................................... 58



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LISTADO DE TABLAS

1. Presupuesto y Recursos Necesario ........................................................... 17

2. Cronograma de Actividades ....................................................................... 20

3. Replanteo de Arcos de Sostenimiento ....................................................... 43

4. Triangulaciones ........................................................................................... 49

5. Control de Asentamientos ........................................................................... 52

LISTADO DE IMAGENES

1. Información de la instalación de arcos (Esquema) ............................................ 43



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1. GLOSARIO

REZAGA: rocas o materiales removidos en las labores mineras, que no contienen sustancias minerales aprovechables por los métodos de beneficio. 1

FALLA GEOLÓGICA: una fractura en la corteza terrestre causada por

fuerzas tectónicas que ha movido la roca de un lado con respecto al otro, desde unos pocos centímetros hasta cientos de metros; pueden tener varios kilómetros de longitud. 2

GALERÍA DE ACCESO: intersección horizontal abierta al extremo de

una montaña o colina para permitir al acceso. Generalmente es conocida como túnel, siendo problemático porque la galería de acceso tiene apenas una salida. 3

BARRENO: un barreno es un dispositivo o herramienta utilizado para

desplazar sólidos o líquidos por medio de un tornillo helicoidal rotatorio. El material es desplazado a lo largo del sentido del eje de rotación con el fin de cargar la perforación con explosivos. 4

LANZADO DE CONCRETO: el ACI (American Concrete Institute) define

el concreto lanzado como un mortero o concreto transportado a través de una manguera y proyectado neumáticamente a alta velocidad sobre una superficie. El concreto lanzado se coloca y se compacta al mismo tiempo, debido a la fuerza con que se proyecta desde la boquilla. 5

MÉTODO DE TRIANGULACIÓN: consiste en determinar las

coordenadas de una serie de puntos distribuidos en triángulos partiendo

de dos conocidos que definen la base. 6

1 Red Interactiva de Minería, http://www.redmin.cl, Textos Técnicos, Términos de Diccionario

Utilizados en la Minería, 2006. 2 Red Interactiva de Minería, http://www.redmin.cl, Textos Técnicos, Términos de Diccionario

Utilizados en la Minería, 2006. 3 Red Interactiva de Minería, http://www.redmin.cl, Textos Técnicos, Términos de Diccionario

Utilizados en la Minería, 2006. 4 Wikipedia, http://www.wikipedia.org, Articulo Barreno, 14 Marzo 2013

5 Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto, A.C http://www.imcyc.com, Concreto lanzado,

Abril 2002. 6 Antonio Santos Mora, CURSO BÁSICO DE REPLANTEO DE TÚNELES, Madrid, EUIT

Topográfica, 1988, 167 Paginas



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REVESTIMIENTO: el revestimiento de un túnel se realiza más por otros

criterios que el sostenimiento, puesto que la estabilidad estructural se

garantiza por la etapa anterior. Así, los criterios usuales por los que se

puede recurrir al revestimiento son estéticos o de impermeabilización.7

HASTIAL: son la parte lateral de la sección, también se les denomina

paredes. Pueden ser rectos o curvos. 8

SISTEMA DE VENTILACIÓN TRANSVERSAL: un sistema de

ventilación transversal está constituido por un conducto de inyección de

aire fresco, construido lateralmente en toda la extensión longitudinal del

túnel, el cual abastece a un conjunto de rejillas de inyección de aire

fresco conectadas al túnel, este sistema es empleado en tuenes de

longitudes grandes. 9

TÚNEL: es una obra subterránea de carácter lineal, cuyo objeto es la comunicación de dos puntos, para realizar el transporte de personas, materiales entre otras cosas. 10

SALIDAS DE EMERGENCIA: Las salidas de emergencia persiguen permitir a los usuarios la evacuación del túnel, en caso de emergencia, de forma segura, reduciéndose de este modo la gravedad de una situación crítica en el interior de un túnel. 11

SISTEMA DE DRENAJE: el drenaje longitudinal de un túnel es un

problema complejo. El túnel puede actuar como dren del propio terreno, conectar niveles permeables entre si, atravesar acuíferos no detectados, permitir el paso del agua por suelos (y rocas) solubles, alterables, expansivos, colapsables, etc., de hecho, hay tantas incertidumbres que no es extraño que el sistema de drenaje se deba “refinar” una vez terminado y en servicio.12

7 Wikima, Enciclopedia de la carretera, http://www.wikivia.org, Revestimiento de túneles

(construcción), 2013. 8 Scribd, La biblioteca en línea más grande del mundo. Lea, publique y comparta obras y

documentos, http://es.scribd.com, TUNELES VIALES, 1997. 9 Scribd, La biblioteca en línea más grande del mundo. Lea, publique y comparta obras y

documentos, http://es.scribd.com, VENTILACION TRANSVERSAL EN TUNELES CARRETEROS, 1997. 10

Wikipedia, http://www.wikipedia.org, Articulo Túnel, 01 Abril 2013. 11

Wikima, Enciclopedia de la carretera, http://www.wikivia.org, Sistema de emergencia en túneles (Seguridad vial), 04 Diciembre 2009. 12

Wikipedia, http://www.wikipedia.org, Articulo Sistema de Drenaje, 18 Marzo 2013.



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INTRODUCCIÓN

En el presente documento nos muestra "cómo se hizo" la topografía del túnel de

línea desde un punto de vista técnico y práctico. Se verán los métodos usados

para el desarrollo del mismo y la maquinaría utilizada. Desde cómo se diseña, su

observación y cálculo, hasta los detalles más técnicos en cuanto al proceso

constructivo, explicando brevemente los métodos aplicados en el interior y exterior

del túnel, nivelaciones, poligonales, replanteos, marcaciones, instalaciones etc.

En definitiva, se pretende que este documento sirva como guía para la ejecución

de próximos trabajos de grado y/o pasantías en túneles que han de radicarse en

un futuro próximo en un país tan movido topográficamente como es Colombia.

El Túnel del II Centenario (Túnel de la Línea) tiene gran importancia al permitir

comunicación entre dos puntos separados por un obstáculo. Además de brindar

organización urbana, aportando a la economía debido a la disminución de

recorrido que brinda. Los estudios del Túnel de La Línea iniciados en 1998 por el

INVIAS y finalizados en el 2000; realizados con el fin de reducir tiempo, (estimado

en 80 minutos para vehículos pesados y 40 minutos para vehículos livianos).

Costos, accidentalidad y lo más importante facilitar el tráfico en la Ruta Nacional

40, una de las vías transversales de Colombia, la cual enlaza a Bogotá con la

ciudad de Cali y el puerto de Buenaventura sobre el Océano Pacífico. Todo esto

dio como resultado un proyecto constituido por las siguientes obras:

Un túnel constituido por 8.654.38 metros de longitud, el cual será el

túnel vial carretero más largo y alto sobre el nivel del mar en

Suramérica, además del túnel se construyen 18km de segunda

calzada a cielo abierto, el Túnel ahorrara costos de operación y

reducirá el tiempo recorrido en 1.1/2 hora.



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2. TEMA

El proyecto Túnel del II Centenario (Túnel de la Línea), como en cualquier obra,

consiste en estudiar distintas alternativas y seleccionar la más adecuada,

aplicando criterios técnicos, económicos, medioambientales, etc. La solución

elegida debe quedar perfectamente definida, mediante:

Los puntos de entrada, salida y los enlaces con los tramos

anterior y posterior de la obra.

El trazado en planta, con las distintas alineaciones que lo

conforman. Se indicarán longitudes, radios de curvatura, etc.

El perfil longitudinal, tanto del terreno. Se indicarán las

pendientes, acuerdos parabólicos, cotas, etc. Se indicarán

todas las obras subterráneas con las que se cruce o a las que

pueda afectar el túnel proyectado.

Secciones: se indicarán las dimensiones, elementos,

revestimiento, etc. en los distintos tramos del túnel. Se

indicará el procedimiento constructivo a aplicar en cada uno

de ellos.

La perforación del túnel puede realizarse excavando desde uno de sus extremos,

únicamente, o desde los dos, en ocasiones, con el fin de disponer de más puntos

de ataque y aumentar la velocidad de excavación, se perforan pozos o rampas

que terminan en puntos intermedios de la rasante. A partir de estos puntos se

perfora en dirección a los extremos del túnel.

Como hemos indicado, las características de la obra dependerán de la

configuración topográfica del terreno y del estudio geológico/geotécnico del

mismo, el proyecto de un túnel, como cualquier proyecto de ingeniería, se plasma

en una serie de documentos: Memoria, Planos, Pliego de condiciones,

Presupuesto, etc.



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3. JUSTIFICACIÓN

Se realizo una pasantía en la cual se busco optimizar la calidad en las diferentes

actividades relacionadas con la parte topográfica, esto con la ayuda de la

adquisición de los conocimientos previos y teniendo en cuenta que la enseñanza

y/o aprendizaje que se lleva en la carrera es tanto teórica como práctica, y

habiendo finalizado con el pensum de tecnología en topografía, se requiere para

obtener el título, realizar un trabajo de grado que incluya la información obtenida

en el transcurso de la pasantía.

El fin no puede ser otro que la aplicación del conocimiento de la topografía en estos proyectos tan importantes, saber dar un criterio verdadero de esta identidad. Un nuevo fundamento de desarrollo para la carrera profesional, aprovechar la construcción de la doble calzada y del túnel de la línea como una oportunidad de crecimiento personal y profesional en el ámbito de las construcciones, el manejo de personal, maquinaria, jefes de zona y responsabilidades a las cuales nos vemos involucrados.

Además, debemos asumir que la construcción de la doble calzada y el túnel de la línea debe tener un significado de oportunidad de crecimiento y estabilidad, Las señas de su identidad, harán viable el escenario modelo que vislumbremos para el profesional. Escenario que estará fundamentado por sus distintos momentos (lo nuevo que aparece, lo que se desaparece, lo que se transforma o simplemente lo que se modifica).



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4. OBJETIVOS

4.1 GENERAL

Desarrollar los diferentes métodos topográficos en el proyecto túnel de la línea, con el objetivo de poner a largo plazo en funcionamiento una de las principales vías de Colombia.

4.1.1 ESPECÍFICOS

Marcar frentes con el fin de que estos sean barrenados y finalmente realizar el cargue y la voladura de explosivos.

Chequear arcos de sostenimiento para estabilizar terreno.

Elaborar poligonales con el fin de trasladar coordenadas a los diferentes frentes de trabajo y orientación del túnel.

Marcar peines para la instalación de arcos de sostenimiento.

Localizar pernos para el sostenimiento del terreno.

Marcar Niveles para baqueo del terreno e instalación de filtros.

Localizar mojones para control de asentamientos.

Realizar Levantamientos topográficos en general.

Cubicar muros para fundición de concreto.



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5. FUNCIONES A DESEMPEÑAR

Las siguientes actividades son realizadas en diferentes frentes de trabajo como

son: túnel de la línea (portal tolima), túnel bermellón (doble calzada), túnel

hidráulico (conducción del rio bermellón)”

Marcar frentes, chequear arcos de sostenimiento, elaborar poligonales, marcar peines y pernos, marcar niveles para baqueo y filtros, replantear, controlar asentamiento de estructuras, levantamientos topográficos en general, cubicar muros.

6. PRODUCTOS A ENTREGAR

Carteras de campo

Planos

Informes

Registro fotográfico



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7. PRESUPUESTO Y RECURSOS NECESARIOS

A. Suministro de Personal -QUINCENAL

Personal Número

de

Personas

Días Salario Prest.

Sociales

Valor

($)

% Valor

Topógrafo 1 16 880.000 1.5 1´320.000

Auxiliar 1 1 16 4,2 336.000 1.5 504.000

SUBTOTAL 1´824.000

B. Suministro de Equipo

Equipo Precisión Valor del

arrendamiento

Días Valor($)

% Precio/día

Estación total 50.000 16 800.000

Equipo

complementario

Radios

20.000 16 20.000

Otros 10.000 16 160.000

SUBTOTAL 980.000



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C. Transporte

Tipo Trayecto Número

de

personas

Valor Quincena Días Valor($)

Nacional

Intermunicipal Cajamarca a

Oficinas

Construirte

Vía La línea

2 29.000 16

58.000

SUBTOTAL 58.000

D. Alimentación Por Turno

Tipo Número

de

personas

Valor mes Valor/persona

Día

Días Valor($)

Desayuno 2 2.000 16 64.000

Almuerzo 2 3.500 16 112.000

Comida 2 3.500 16 112.000

Agua 2 1.500 16 48.000

SUBTOTAL 336.000



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E. Materiales

Tipo Cantidad Unidad Valor unitario Valor($)

Estaca testigo 34 200 6.800

Pintura ½ galón 14.000 14.000

Señales

Otros

SUBTOTAL 20.800

A. Subtotales( A+B+C+D+E) 3´218.800

B. Administración, imprevistos y utilidades(AIU)20%(J) 643.760

C. IVA 16%(K) 515.008

D. GRAN TOTAL 4´377.568



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8. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

ACTIVIDAD

(03/07/2012)

Jul Ago Sep Oct Ocupación

en Horas 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

POLIGONAL 200

NIVELACIÓN 95

MARCACIÓN 595

ARCOS 455

INFORME DE

MES

95



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9. MARCO TEORICO

9.1 IMPORTANCIA DE LOS TÚNELES Los túneles son un medio de comunicación artificial entre dos puntos separados por un suelo o roca. Su objetivo es el de permitir el paso de personas, ferrocarriles, vehículos, conducciones eléctricas, de agua u otros. Debido a su utilización diversa elevan su importancia a medida que la sociedad avanza y son inevitables en grandes núcleos urbanos muy masificados por edificios para establecer líneas de metro; en la comunicación de poblaciones separadas por una orografía pronunciada o incluso por mar, como es el túnel del Canal de la Mancha. Las razones habituales para desarrollar un túnel son: a. Terreno: la topografía puede limitar la implantación de una autopista cuyas especificaciones obligan a tener unas pendientes límite.

b. Economía: en muchas ocasiones resulta más rentable atravesar un obstáculo mediante un túnel que rodearlo; por lo cual, es lógico pensar que el tiempo también puede disminuir considerablemente al ejecutar un túnel en vez de decantarse por rodear el obstáculo.

c. Ordenación urbanística y de tráfico: la implantación de metros facilita la movilidad en las grandes urbes.

d. Estética y salud: para la circulación de aguas residuales y saneamiento en las ciudades

9.1.1 CARACTERÍSTICAS DE UN TÚNEL El desarrollo de un túnel se realiza de igual manera que cualquier obra a cielo abierto teniendo en cuenta el tipo de sección elegida. Después de determinar los puntos entre los que se traza el túnel se deberán realizar:

d. Planta:

El diseño en planta del túnel se desarrollará en función de los puntos de entrada y salida, así como del estudio geotécnico que determinará la estabilidad del terreno. En el caso de autopistas o ferrocarriles se tendrá en cuenta también la curvatura máxima permitida.13

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Antonio Santos Mora, CURSO BÁSICO DE REPLANTEO DE TÚNELES, Madrid, EUIT Topográfica, 1988, 167 Paginas



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e. Perfil longitudinal:

La rasante dependerá de los parámetros definitorios de la obra a realizar, como pueden ser la velocidad específica de la vía o ferrocarril, la pendiente máxima admitida, del mejor drenaje del agua motivo por el cual es normal diseñar túneles convexos.

f. Sección:

Está directamente relacionado con el estudio geo- mecánico del terreno para construirlo y de las características de la obra.

9.2.1. TOPOGRAFÍA DE APOYO

Al igual que cualquier obra de ingeniería, las tareas de proyecto, replanteo, construcción, medición de obra, y posible control posterior de deformaciones, del túnel, precisa de la implantación y observación de una serie de puntos de diverso tipo, que junto con el plano topográfico base, donde se ha proyectado dicho túnel, se denomina de forma genérica topografía de apoyo. Ésta será en parte topografía externa y en parte topografía subterránea. La topografía a cielo abierto no difiere de la habitualmente utilizada, sin embargo las labores de enlace de ésta con el interior, si requiere de métodos y técnicas de trabajo específicas.

g. Topografía de apoyo externa, consta de:

h. Plano topográfico base

Para poder proyectar un túnel tanto en su diseño planimétrico como altimétrico, hemos de disponer de un plano topográfico que permita, estudiar y determinar las características del mismo. Es necesario conocer sobre él plano las características geológicas de la zona. Escalas generales de 1/2000, 1/1000 o 1/500, para parciales del tipo 1/200, 1/100 y tomadas normalmente en las zonas de acceso.

i. Red de enlace entre bocas (triangulación, poligonal de precisión, nivelación)14

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Esta red permitirá conocer con toda exactitud las coordenadas espaciales X, Y, Z de los dos puntos iniciales de la excavación, así como los acimutes de las alineaciones rectas de entrada y salida, para ello es necesario relacionarlos, lo que se consigue por medio de: triangulación, poligonales de precisión y nivelación por alturas. La triangulación actualmente se sustituye por una poligonal de precisión, siempre y cuando los condicionantes del túnel, longitud y precisiones del cierre del replanteo por ambas bocas, así lo permita; la utilización del G.P.S. reduce bastante el tiempo de aplicación del método. Como complemento se realiza una nivelación por alturas de manera que se pueda determinar con toda exactitud el desnivel o incremento de cota entre ambos puntos de boquilla N y S, ya que los valores altimétricos de la triangulación o la poligonal no tendrán las precisiones requeridas en estos casos.

j. Paso de línea por montera (no siempre se realiza)

Se trata de realizar la red de apoyo externa, triangulación o poligonal y nivelación por alturas, para enlazar los puntos de superficie de inicio del túnel por ambas bocas.

k. Perfil longitudinal por montera (no siempre se realiza)

En túneles de gran longitud o cuando se precisa de una mayor velocidad de perforación, es necesario duplicar o multiplicar los frentes de excavación y para ellos es precisa la excavación de pozos o rampas de acceso a la rasante de excavación desde uno o varios puntos de la superficie. Para ello es necesario conocer el perfil del terreno en superficie, o lo que es lo mismo, el perfil de montera, definiendo como montera la intersección del plano vertical de la planta del túnel con el terreno. Cuando el túnel es en recta, el mismo paso de línea por montera, nos delimitará ese perfil, cuando no es así, es necesario replantear el

Túnel o parte del túnel a cielo abierto a fin de proyectar estos pozos o rampas. Es muy importante ejecutar el proceso adecuadamente y asegurarse de que se obtiene la precisión deseada, sino podría lleva a que los distintos frentes abiertos no se encuentren tanto en altura como en plano.15

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9.2.2 CÁLCULO DEL REPLANTEO DE UN TÚNEL

El cálculo del replanteo de un túnel o de una galería subterránea no tendrá mayor problema, que si la obra fuese a cielo abierto, no obstante tenemos que de aplicar los métodos más adecuados al caso, en función de los condicionamientos constructivos.

l. Métodos usuales de replanteo:

n. Replanteo planimétrico de las boquillas:

Supuesto un túnel en recata entre dos puntos N y S, una vez definidas las coordenadas de cada punto, se realiza la observación de la red de enlace entre bocas (triangulación, poligonal y nivelación). A partir de estos vértices se calcula el replanteo por intersección múltiple o por polares múltiple de ambos puntos. Una vez replanteados estos puntos, compensados y determinados en su posición más probable, es necesaria su señalización de forma temporal o permanente para poder realizar una re observación o para marcar y referir las alineaciones rectas de entrada a la excavación.

m. Replanteo altimétrico de las boquillas: tras realizar el replanteo planimétrico se podrá transmitir su cota o altitud desde la red altimétrica de nivelación.

n. Replanteo de los puntos básicos del eje o polos.

Cuando el proyecto se ejecuta en curva o combinación de rectas y curvas se debe tener muy en cuenta el eje de la obra. Se ha de procurar proyectar el mínimo número de cuerdas (ejes de la poligonal de replanteo), a fin de cometer el mínimo error posible. Para asegurar el eje se puede realizar un replanteo doble, ejecutando el mismo procedimiento con cuerdas más cortas o por un camino diferente. 16

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9.3.1 REFERENCIACIÓN DE PUNTOS

Es imprescindible referenciar y marcar todos aquellos puntos, básicos o concretos necesarios para el replanteo. Se ha de realizar tanto en las boquillas como en los hastiales.

En las boquillas se deberá referir estos puntos por medio de puntos auxiliares adecuadamente situados en la ladera y zona de ataque. En las bóvedas o hastiales se opera del mismo modo; a medida que vamos efectuando la excavación y nos adentramos en la galería del túnel, va a ser también necesario referir los puntos singulares, básicos o concretos ya sean de eje o auxiliares.

9.3.2 REPLANTEO DE LA EXCAVACIÓN A PARTIR DE REFERENCIAS

Cuando las características del terreno a excavar lo permiten se puede seguir el proceso de referenciación de puntos y replanteo de puntos concretos del eje, a partir de la anterior referenciación de puntos.

9.3.3 REPLANTEO A PARTIR DE EJES DE REFERENCIA MATERIALIZADOS CON LÁSER.

El replanteo de la excavación o del revestimiento de un túnel, ha de realizarse en la mayoría de los casos, a partir de referencias y ejes auxiliares, que en su caso generalmente son cuerdas entre vértices o polos de una poligonal de apoyo, que define puntos concretos secuenciales del eje. Con este métodos la materialización de los ejes auxiliares se efectúa por medio de láser, con un grado de precisión óptimo.

Con la ayuda del láser se obtienen puntos de referencia a los cuales, lanzar una visual y además se obtienen ejes de la obra. En la excavación de túneles, al realizar la limpieza del frente el equipo de medición topográfico deberá efectuar una visual al nuevo frente de explotación, con objeto de referenciar la nueva profundidad, y a su vez deberá transmitir la visual a dos visuales anteriores, es decir, deberá corroborar los puntos medidos anteriormente para asegurar la buena disposición de los ejes de excavación.

El láser es muy utilizado en obras civiles, túneles, y sobre todo cuando se utilizan “topos” para la excavación.17

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9.4.1 ERRORES DE CIERRE DE LA EXCAVACIÓN EN EL PUNTO DE ENCUENTRO. “CALE”

Fotografía 1: Chequeo con topografía del Cale de las galerías 10 – 11

Autor: Dairo Andrés Sicachá

El “cale” es el argot usado en obra para el encuentro del punto de salida o punto de encuentro, cuando se realiza el túnel por dos boquillas diferentes. Es muy importante que los ejes de obra y teóricos coincidan y, por tanto que dos perforaciones alcancen exactamente el mismo trazado. El error de cierre de la excavación en el punto de encuentro puede producirse tanto en planimetría, siendo un desvío transversal, como en altimetría, dando lugar a un desvío vertical. La tolerancia del error depende de la obra, y es menor cuando el túnel va revestido de anillos de hormigón, por ejemplo. El error de cale estará siempre en función de la metodología de trabajo, del instrumental empleado y de los cuidados durante la realización. Normalmente este error no debe exceder de algunos centímetros. Se puede resumir que:18

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ñ. Cuando la longitud de un túnel es pequeña, combinando su replanteo a partir de la red de apoyo con un paso del mismo por montera, no tendrá excesivos problemas, y sus errores de cierre o cale serán mínimos.

o. Cuando el túnel tiene mayor longitud, y es en recta, habrá de cuidar primordialmente la prolongación de la alienación.

p. Cuando el túnel es en curva, habrá de cuidar aún más la ejecución de los trabajos.

q. Cuando el túnel esté conformado por una larga planta, compuesta de rectas y curvas, habrá de extremar el cuidado en los trabajos, debido a los errores que arrastrará el método operativo, obligado en ese caso.19

19




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10. MARCO CONCEPTUAL

10.1. EMPRESA USUARIA CONSTRUIRTE S.A.

Construirte S.A. nació en el año 2005, con el ánimo de ampliar la cobertura del

merado y fortalecerse individualmente de cara a las eventualidades de los

cambios sociales y económicos del país, buscando la completa satisfacción de sus

clientes. Esta cuenta con el respaldo de más de 35 años de experiencia en

proyectos de ingeniería civil por parte de su fundador el ingeniero Carlos Guillermo

Collins Espeleta.

Construirte S.A. es una compañía comprometida con pos desarrollo para los

proyectos y de resultados para sus clientes y colaboradores, dentro de una cultura

de protección a la salud, la seguridad industrial y el medio ambiente.

10.1.1 OBJETIVOS DE CALIDAD

Cumplir con los requisitos de todos los proyectos desarrollados por la

organización.

Aumentar la satisfacción del cliente.

Contar con un equipo de trabajo necesario.

Ser una organización eficiente.

Controlar los procesos de la organización.

Mejorar la eficacia.

Cumplir con los requisitos de todos los proyectos desarrollados por la

organización.

Aumentar la satisfacción del cliente.

Contar con un equipo de trabajo necesario.

Ser una organización eficiente.

Controlar los procesos de la organización.

10.2.1 POLÍTICA DE CALIDAD

En Construirte S.A. desarrollamos proyectos de construcción y mantenimiento de

infraestructura vial, tales como: construcción de túneles, puentes, viaductos,

producción e instalación de agregados pétreos, mezclas asfálticas y concretos

hidráulicos, redes de servicios públicos y obras de urbanismo, cumpliendo con los

requisitos de nuestros clientes para lograr su plena satisfacción, apoyados en un

equipo humano necesario que garantiza la eficiencia de la organización, el control

de cada uno de nuestros procesos y el mejoramiento continuo de la eficacia del

sistema.



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11. MARCO REFERENCIAL A los tres (3) días del mes de Julio del año 2012 inicia la pasantía en el proyecto Cruce de la cordillera central Túnel del II centenario Túnel de la Línea portal Tolima: Durante la primera semana de inicio se procedió a asistir a inducción sobre seguridad industrial y salud ocupacional se explicaron los riesgos y precauciones que se deben tener dentro y fuera de la obra; se continuo haciendo un recorrido de reconocimiento a las instalaciones del proyecto. Seguido de la entrega de copia de carteras y actividades a realizar. Presentaré a continuación la descripción de los espacios que conforman el proyecto describiendo en ellos actividades realizadas durante los cuatro meses de pasantía y dando a conocer avances que ha tenido la obra: 11.1 ACTIVIDADES Y CICLO DE LA TOPOGRAFÍA DEL TÚNEL: 11.1.1 REPLANTEO: El replanteo del túnel de la línea es la marcación del frontón para previa perforación e instalación de pólvora para la quema y avance del frente que se esté trabajando. (La topografía es la única encargada del alineamiento del túnel de la línea), este replanteo se lleva cabo mediante métodos topográficos como son la trisección para el amarre del equipo a coordenadas reales y poligonales. Luego se toman puntos en la clave, uniones y hastiales derecho e izquierdo del frontón comprobando con ello el radio estipulado del túnel, su pendiente, avance y alineamiento.

Fotografía 2: Replanteo de frente con Topografía Galería 9 avance Autor: Dairo Andrés Sicachá



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11.2.1 MARCACIÓN DE PEINES: La marcación de peines se realiza para la previa instalación de arcos de sostenimientos, los peines no es más que las deformaciones que deja la voladura en el terreno (roca), mediante topografía se marcan las deformaciones que hay que retirar para que cumpla el radio y el avance estipulado para la instalación de arcos de sostenimiento.

Fotografía 3: Marcación de peines para instalación de arcos de sostenimiento Autor: Dairo Andrés Sicachá



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11.2.2 CHEQUEO DE ARCOS DE SOSTENIMIENTO: Los arcos de sostenimiento del terreno con arcos metálicos con el radio del túnel que se instalan dependiendo el tipo de terreno, en terreno tipo I & II los arcos se instalan a 1.0m en tipo III & IV a 0.80m y en tipo V a 0.50m controlando las fallas y el movimiento del terreno, la Topografía se encarga de que cumpla el radio establecido y el avance cuando topografía da el visto bueno a la instalación se llenan con malla o marchavante en el caso de grandes sobre excavaciones y luego se procede al lanzado de concreto.

Fotografía 4: Replanteo de arcos con Topografía Galería 11 Avance Autor: Dairo Andrés Sicachá

11.3.1 MARCACIÓN DE PERNOS: La localización de pernos se encarga la topografía, estos se localizan entre arcos ya lanzados dependiendo el tipo de terreno de I a III se instalan pernos de 13 y 14 y en terrenos tipo IV & V pernos de 20 y 21 entre arcos ya lanzados, la tarea de estos pernos es el sostenimiento del terreno y los arcos para la estabilización de movimientos dentro del túnel. Las actividades giran mediante el replanteo realizado por la Topografía ya que sin este proceso es difícil seguir avanzando con el ciclo de trabajo.



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12. RECURSO TECNICO 12.1. ESTACIÓN TOTAL TOPCON GPT-3100W

TOPCON Ahora ofrece la serie GPT-3100W estaciones totales con tecnología

inalámbrica en las estaciones totales con el mayor alcance sin prisma de su clase.

La serie GPT-3100W proporciona la precisión más alta de medición actual, por su

diseño de doble óptica, por lo que obtiene resultados en corto tiempo, bajo todas

las situaciones en terreno. Medición de doble reflector óptico concebido para una

precisión milimétrica. El sistema de doble óptica de TOPCON le da exactitud en

una medición en corto tiempo. 20

20

http://global.topcon.com/



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22




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23

23




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12.1.1 NIVEL SOKKIASDL30

El SDL30 es un nivel digital exacto, confiable que combina la conveniencia de uso

fácil con funcionamiento de coste sin precedente. Utilizado con el personal único

del RAB-Código de Sokkia (código bidireccional al azar), las capacidades de la

medida se mejoran grandemente.

Todo el usuario tiene que hacer debe apuntar al personal, ajustar el foco, y

entonces con un solo tacto de una llave el SDL30 mide exactamente altura y

distancia. Los resultados se indican digital en una exhibición del LCD para hacer

todas las clases de nivelar el trabajo realizado rápidamente y fácilmente.

Exactitud excelente: la desviación estándar de solamente 0.6m m para el 1km

doble-funciona la nivelación usando un personal del RAB-Código del invar, 1.0m m

con el personal del RAB-Código de la fibra de vidrio. 25

25

http://www.sokkia.com/




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Medida en el plazo de 3 segundos con solo tacto de una llave. Utilizado con los

colectores de datos del SDR de Sokkia, la grabación de la medida y de datos se

puede automatizar para realzar dramáticamente la nivelación del trabajo.26

26




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27

27




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13. CONCLUSIONES

Este proceso permitió adquirir un amplio conocimiento de la construcción de

un túnel, aplicando y entendiendo métodos utilizados para la ejecución de

grandes proyectos.

Se realizaron todas las actividades correspondientes al ciclo de

construcción del túnel aplicando la academia aprendida en su totalidad y

adquiriendo una amplia experiencia en topografía subterránea y de túneles,

complementando así la formación académica.

Se obtiene una cantidad notable de información, lo que beneficia el

complemento de los estudios académicos, con éste conocimiento exacto de

la situación real de la obra, el planteamiento de alternativas ingenieriles y

económicas.



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14. BIBLIOGRAFÍA

J.L. Ojeda, METODOS TOPOGRÁFICOS, Madrid: ISBN: 84-398-0918-2, 1984. p 29-33

M. Chueca Pazos, TOPOGRAFÍA, Madrid, editorial dossat s.a.

I.S.B.N: 84-237-0590-0 TOMO I, 1983, p 573

Ana Tapia Gómez TOPOGRAFÍA SUBTERRANEA, Barcelona, Ediciones UPC ISBN-13: 9788483018248, 1997, p 212

Velázquez Elkin, ORDENAMIENTO TERRITORIAL Y POLÍTICAS

AMBIENTALES EN COLOMBIA: RELACIONES Y PERSPECTIVAS. Colombia, Revista Perspectiva Geográfica No. 5. 2000. p 9.

Pichardo Muñiz, Arlette. EVALUACIÓN DEL IMPACTO SOCIAL. ED.

LUMEN - HUMANITAS. Buenos Aires. 1997, p 47

GÓMEZ LÓPEZ, DANIEL Y GONZÁLEZ SIERRA, SONIA. METODOLOGÍA DE EVALUACIÓN Y SEGUIMIENTO DE APOYO A LA DESCENTRALIZACIÓN EN EL SECTOR EDUCATIVO. Colombia, Ministerio de Educación Nacional. Universidad de Los Andes. 1997.

Bolaño, José María. EL MIÉRCOLES SE ABRE LICITACIÓN DEL

TÚNEL. En: El Nuevo Día, Ibagué, (25,febrero, 2001); p.4




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15. ANEXOS: 15. 1 LISTADO DE PLANOS

Se anexan 10 secciones transversales de excavación de diferentes galerías

Se anexan planos de secciones generales de piso galería 13

Se anexan planos de secciones de banqueo galería 11

Se anexa plano de levantamiento vía entrada y salida túnel bermellón

Se anexa una cartilla (como información general) con toda la información

del proyecto en planos, abarcando desde la excavación hasta el

revestimiento, explicando cada uno de los procesos constructivos del túnel.

Se anexan planos de las poligonales galería 11 avance y galería 12 avance

Planos los cuales son dibujados por el dibujante directo de la empresa y enviados

a Bogotá con información la cual yo suministre en mis trabajos de campo.



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15.1.1 REPLANTEO ARCOS DE SOSTENIMIENTO

Los arcos de sostenimiento de terreno se chequean mediante topografía en 5 partes especificas donde el arco debe cumplir con el radio mínimo establecido en el diseño del túnel, (Radio = 6.62m), A continuación el replanteo de algunos arcos instalados durante el tiempo de la pasantía (los arcos se instalan a diario en las galerías que lo requieren). HD: Hastial Derecho, UD: Unión Derecha, C: Clave, UI: Unión Izquierda, HI: Hastial Izquierdo.

Imagen 1: Información de la instalación de arcos (Esquema)

Autor: Construirte S.A.



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FRENTE: TOLIMA

LOCALIZACIÓN: AVANCE GALERIA 9

FECHA: 08/07/2012

ABSCISA: K4+180.20

ARCO No: 150

TOPOGRAFO: DAIRO SICACHÁ

PTO ABSCISA: COTA RADIO OBSERVACIONES

PI: 4181.00 2464.89 6.93 UI: 4180.04 2469.62 6.62 C: 4180.03 2470.76 6.60 No Cumple

UD: 4179.88 2469.75 6.77 PD: 4179.99 2464.82 6.68

FRENTE: TOLIMA


FECHA: 10/07/2012

ABSCISA: K4+801.60

ARCO No: 189



PI: 4801.25 2471.69 6.96 UI: 4801.34 2476.33 7.00 C: 4801.19 2477.36 6.87 UD: 4800.96 2476.19 6.77 PD: 4800.99 2471.63 7.05



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FRENTE: TOLIMA


FECHA: 11/07/12

ABSCISA: k4+799.50

ARCO No: 191



PI: 4799.70 2471.43 6.92 UI: 4799.69 2476.20 6.88 C: 4799.56 2477.24 6.77 UD: 4799.33 2476.02 6.72 PD: 4799.77 4799.77 7.0

FRENTE: TOLIMA


FECHA: 12/07/2012

ABSCISA: K4+174.90

ARCO No: 156



PI: 4174.95 2464.93 6.85 UI: 4174.82 2469.63 6.85 C: 4174.82 2470.90 6.76 UD: 4174.80 2469.79 6.85 PD: 4174.95 2464.92 6.80



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15.2.1 POLIGONALES: Realizadas para el traslado de coordenadas a los frentes de trabajo, orientación del túnel y Cales, poligonales iniciadas desde los GPS 13 con coordenadas (N: 983433.824, E: 840104.701, Z: 2504.660) y GPS 14 (N: 983553.610, E: 839813.545, Z: 2521.000), ligados a coordenadas reales Magna Sirgas origen Bogotá y ajustadas por el método de la brújula, a continuación 2 poligonales realizadas durante el tiempo de la pasantía, (Las poligonales se realizan en periodos de 15 – 20 días Según lo requiera un frente de trabajo, Cada 30 días se realizan con el fin de corregir los puntos instalados en los frentes de trabajo.)

Fotografía 5: Punto de Topografía o Toma línea (TML) Autor: Dairo Andrés Sicachá



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15.2.2 TRIANGULACIONES

La triangulación es un método Topográfico que busca que el equipo a utilizar este en el 100% de sus condiciones chequeando así su error en lectura horizontal y vertical, las siguientes triangulaciones son pedidas por icontec a la empresa usuaria Construirte S.A. y realizadas en el periodo de la pasantía (se realiza esta triangulación cada que una estación llega de su calibración trimestral).

1. Triangulación ESTACION TOPCON GPT 3100W

HORIZONTAL:

PROYECTO: TÚNEL DE LA LÍNEA

FRENTE: TOLIMA

LOCALIZACION: PATIO PRINCIPAL

FECHA: 08/09/12

EQUIPO: ESTACION TOPCON GPT 3100W

LEVANTO: TOPOGRAFO DAIRO SICACHÁ

PUNTO ESTACION ANGULO DH OBSERVACION

1 2 00°00´00" 89.50m

3 326°31´03"

2 3 00°00´00" 101.02m

1 242°44´44"

3 1 00°00´00" 162.76m

2 330°44´11"

∑ = 899°59´58” – 900°00´00” = 00°00´02”



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VERTICAL:


FRENTE: TOLIMA


FECHA: 08/09/12

EQUIPO: ESTACION TOPCON GPT 3100W

LEVANTO: TOPOGRAFO DAIRO SICACHÁ

PUNTO ESTACION ANGULO OBSERVACION

1 DIRECTA 80°38´55" ∑ = 360°00´05"

INVERSA 279°21´10"

1 DIRECTA 97°27´12" ∑ = 360°00´03"

INVERSA 262°32´45"

2. Triangulación Estación SOKKIA SET 650 RX

HORIZONTAL:


FRENTE: TOLIMA


FECHA: 13/09/12

EQUIPO: ESTACION SOKKIA SET 650 RX

LEVANTO: DAIRO SICACHÁ

PUNTO ESTACION ANGULO DH OBSERVACION

1 2 00°00´00" 89.49m

3 117°15´36"

2 3 00°00´00" 162.76m

1 33°28´45"

3 1 00°00´00" 101.00m

2 29°15´33"

∑ = 179°59´54” – 180°00´00” = 00°00´06”



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VERTICAL:


FRENTE: TOLIMA


FECHA: 08/09/12

EQUIPO: ESTACION SOKKIA SET 650 RX


PUNTO ESTACION ANGULO OBSERVACION

1 DIRECTA 80°40´17" ∑ = 360°00´05"

INVERSA 279°19´40"

1 DIRECTA 97°27´12" ∑ = 360°00´03"

INVERSA 262°32´45"



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15.3.1 CONTROL DE ASENTAMIENTOS

PROYECTO: TÚNEL DE LA LÍNEA FASE II

FRENTE: TOLIMA LOCALIZACION: VÍA – SALIDA TÚNEL BERMELLON

FECHA: 22/09/12 EQUIPO: ESTACION SOKKIA SET 650 RX PRECISION ANGULAR: +- 5” PRECISION DE NIVEL: +- 2mm


PUNTO NORTE ESTE COTA OBSERVACION

TML 1 983.455.470 840.184.709 2.469.962 S/ROCA

TML 2 983.457.768 840.173.599 2.469.615 S/ROCA

DIFERENCIAS CON LECTURAS DE 12/10/12

M1 983.417.367 840.148.792 2.502.685 -0.018, -0.009, -0.004

M2 983.415.824 840.152.362 2.502.582 -0.019, +0.016, -0.003

M3 983.413.822 840.156.958 2.502.409 -0.020, +0.021, -0.005

M4 983.415.824 840.142.636 2.502.836 -0.025, +0.002, -0.004

M5 983.412.914 840.146.942 2.502.775 -0.023, +0.016, -0.006

M6 983.410.911 840.150.741 2.502.690 -0.017, +0.027, -0.005

M7 983.412.868 840.137.221 2.502.911 -0.030, +0.008, -0.005

M8 983.410.677 840.141.480 2.502.926 -0.025, +0.018, -0.005

M9 983.408.692 840.145.766 2.502.898 -0.021, +0.033, -0.005

Ligados a unos TML (puntos de topografía) se hacen lecturas a los diferentes mojones que existen en la vía para así observar el movimiento que estos tienen en el proceso de la elaboración de un nuevo portal de un nuevo túnel.



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15.3.2 FOTOGRAFÍAS

Fotografía 6: Replanteo de frente con Topografía Túnel Bermellón Autor: Dairo Andrés Sicachá

Fotografía 7: Levantamiento Topográfico Zona Río Bermellón Autor: Dairo Andrés Sicachá



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Fotografía 8: Levantamiento del río bermellón Autor: Dairo Andrés Sicachá

Fotografía 9: Lanzado de concreto en arcos de sostenimiento del terreno Autor: Dairo Andrés Sicachá



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Fotografía 10: Localización del portal salida Túnel Bermellón Autor: Dairo Andrés Sicachá



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Fotografía 11: Poligonal desde GPS 13 para re instalación de puntos de trabajo. Autor: Dairo Andrés Sicachá



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Fotografía 12: Replanteo segunda calzada Calarcá - Cajamarca Autor: Dairo Andrés Sicachá

Fotografía 13: Replanteo de frente con Topografía Avance Galería 9 Autor: Dairo Andrés Sicachá



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Fotografía 14: Replanteo de patas con Topografía sección inferior Autor: Dairo Andrés Sicachá

Fotografía 15: Control de asentamiento Contra Avance Galería 9 Autor: Dairo Andrés Sicachá

DAIRO ANDRÉS SICACHÁ LOZANO -...

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