INTERNATIONAL SEMINARLONG TUNNELS

17, 18 y 19 de Octubre 2012Santiago, Chile

EXPERIENCIAS RECIENTES EN EL DISEO Y CONSTRUCCINDE LOS TNELES EN LOS ANDES CENTRALES Y

MERIDIONALES

Jos M. Galera.

Desafo para el Diseo, Construccin y Operacin

Challenges for Design, Construction and Operation

PIARC CHILE

Contenido de la presentacin

1.- Tneles analizados2.- Secciones y sostenimientos tipo3.- Datos geolgicos4.- Anlisis de las convergencias en obra5.- Anlisis de los criterios de diseo6.- Otros problemas y riesgos constructivos

1. Tneles analizados

Situacin de los tneles

Proyecto Tnel Longitud (m) Seccin (m2)

A. Ruta 68

Lo Prado 2 2.677 82,0

Zapata 2 970 82,0

B. Acceso Nor-Oriente a Santiago

Manquehue 1 250 144,9

Manquehue 2 1.467 85,0

Montegordo 1.588 90,0

C. San Cristbal (VSK)

C1 1.563 75,3

C2 1.577 75,3

D. Mina Toquepala

Tnel transporte 2.190 34,6

Tnel auxiliar 250 34,6

E. CH La Confluencia

Portillo 11.291 30,3

Tinguiririca 9.040 33,9

HPT 629 25,6

Adits 2.417 35,3

F. CH Cheves

Transfer 2.953 15,9

Headrace 9.110 30,1

Adits 2,743 30,1

Surge 702 30,1

Tailrace 3.250 24,9

G. Collahuasi

Rosario W 1.150 15

H. Majes - Siguas

Pucara 7.000 15,9

Transandino 11.565 15,9

2. Secciones ysostenimientos tipo

Ruta 68

Ruta 68

S.T.

mbito de aplicacinSellado

con fibras(cm)

Pernos (L=3)Hormign

proyectado confibras (cm)

Marcosmetlicos

Revestimiento

OtrosAnchura de

exacavacin en labase (m)

Anchura mximade exacavacin

(m)

Litologa Recubrimiento (m) RMR eL x eT H-25 THN-29 SH-30

I

Andesitas < 250 72 - 43

3 2,0 (L) x 1,5 (T) - - 10 - 11,052 11,604Prfido < 250 67 - 58

Arenistas < 150 63 - 50

II

Andesitas 250 - 400 72 - 43

3 2,0 (L) x 1,5 (T) 10 - 10 - 11,152 11,704Ocoitas < 450 67 - 60

Brechas < 250 60 - 40

IIIAndesitas > 400 72 - 43

3 1,5 (L) x 1,5 (T) 15 - 10 - 11,252 11,804Prfido > 250 67 - 58

IV Brechas 250 - 400 60 - 40 3 1,5 (L) x 1,5 (T) 10 + 10 - 10 - 11,352 11,904

V Brechas > 400 60 - 40 3 2,0 (L) x 1,5 (T) 7 + 13 a 1,0m 10 - 11,352 11,904

VI Terrenomilonitizados < 100 42 - 33 3 - 13 + 7 a 1,0m 10 - 11,352 12,838

VII Terrenomilonitizados > 100 42 - 33 3 - 13 + 17 a 0,75m 40

Paraguaspesado

Contrabveda

11,967 13,648

Acceso Nororiente a Santiago

Acceso Nororiente a Santiago

Seccin Tipo mbito deaplicacin

Sellado Bulones l=4m

HP-25 confibras (cm)

Cerchas

Revest. (HP-25 sinfibras) (cm) Otros

Anchura de exacavacinen la base (m)

Anchura mxima deexacavacin (m)

HP-25 confibras (cm) eL x eT

TH-29(m)

I

Andesitas, prfidosy diques acualquier

recubrimiento conRMR > 60

3 2,0 (L) x 1,5(T) 5 - 10 - 11,06 11,76

II

Andesitas, prfidosy diques a

cualquierrecubrimiento con

RMR 50 60

3 1,5 (L) x 1,5(T) 10 - 10 - 11,16 11,86

III Andesitas RMR40-50 3 - 15 1,5 10 - 11,26 11,96

IVZonas de falla ofractura RMR 70 3 2,5 (L) x 2,5(T) - - 7 - 9,85 10,72

II Prfido y andesita 60 - 70 3 2,0 (L) x 2,0(T) 3 - 7 - 9,85 10,72

III Prfido y andesita 45 - 60 3 1,5 (L) x 2,0(T) 7 - 7 - 9,85 10,72

IV Tobas 35 - 45 3 1,5 (L) x 1,5(T) 15 - 7 - 9,91 10,78

V Tobas 25 - 35 3 - 15 a 1,5m 5 - 9,97 10,84

VI Falla < 25 hasta 100 mde recubrimiento 3 - 15 + 10 a 1,0m 5 Solera 9,94 11,04

VII a Milonita < 25 3 - 15 + 15 a 0,75m 5 Solera 9,94 11,04

VII b Coluvin < 25 3 - 15 + 15 a 0,5m 5 SoleraParaguas 9,94 11,04

Mina Toquepala

Mina Toquepala

S.T.

Campo de aplicacinSellado confibras (cm)

Pernos Mn 12(L=3)

Hormignproyectadocon fibras

(cm)

Marcosmetlicos Revest.

OtrosAnchura deexacavacin

en la base (m)

Anchuramxima de

exacavacin(m)

Litologa RMR eL x eT SH-30 LG 70/26/18 SH-30

A Diques y andesita RMR > 65 3 2,0 (L) x 2,5(T) - - 7 - 7,26 7,26

B Andesita 55 < RMR < 65 3 2,0 (L) x 2,0(T) 4 - 7 - 7,34 7,34

C Riolita 45 < RMR < 55 3 1,5 (L) x 2,0(T) 7 - 7 - 7,4 7,4

D Riolita y brechas 35 < RMR < 45 3 - 12 a 1,5m 7 - 7,5 7,5

E Falla RMR < 35 3 - 12 + 5 a 1,0m 5

EmpiquetadoMachnSellado delfrente

7,6 7,6

C.H. La Confluencia

C.H. La Confluencia

S.T.Campo de aplicacin Sellado

con fibras(cm)

Pernos 22Hormign

proyectado confibras (cm)

Marcos metlicos Revest.Otros

Anchura deexacavacin en

la base (m)

Anchuramxima de

exacavacin(m)Litologa RMR eL x eT SH-30 LG A44 o 500/550 SH-30

I Andesita, Basaltos yGranodiorita > 75 2 - - - -Mallazo deacero o de

fibra de vidrio6 6

IIAndesita, Basaltos,

Granodiorita yLutitas

65 - 75 2 SPOT BOLTS - - -Mallazo deacero o de

fibra de vidrio6 6

IIIaAndesita, Basaltos,

Granodiorita yLutitas

55 - 65 2 2,5 (L) x 2,0 (T) 5 - - - 6 6,1

IVaAndesita, Basaltos,

Granodiorita yLutitas

45 - 55 3 2,0 (L) x 1,5 (T) 5 - - - 6,16 6,16

IVcAndesita, Basaltos,

Granodiorita yLutitas

35 - 45 3 1,5 (L) x 1,5 (T) (1) 9 - - - 6,24 6,24

VaAndesita, Basaltos,Granodiorita, Lutitas

y Brechas35 - 45 3 - 15 a 1,5 m - 6,36 6,36

Vb Brechas y fallas 28 - 35 3 - 15 a 1,0 m -

Mallazo deacero o defibra de vidrioParaguasligeroMachncentral

6,4 6,4

Vc Fallas < 28 3 - 15 a 0,5 m -

ParaguasligeroMachncentral

6,4 6,4

C.H. Cheves

C.H. Cheves

Sostenimentotipo

RMRaplicacin

Max.recubrimiento

(m)

Longitudde pase

(m)

Excavacin aseccin

completa

Sellado(cm)

PernoseL x eT (m)

Marcosreticulados

(m)

Shotcrete(cm)

Otros

8RS 1 >80 1400 >3.0 S NoPuntuales

(20; L=3 m)No No -

RS 2 80-61 1400 2.5-4.0 S No2.5x1.5

(20; L=3 m)No 3 -

RS

60-41

800 1.5-3.0 S 31.5 x 1.5

(20; L=3 m)No 12 -

RS 3 H 1400 0.75-2.0 S 51.0 x 1.5

(Autoperf. 32;L=4m)

1.5 15

Empiquetado si se requierede SH en el frente si se

requiereVigas de cimentacin si se

requiere

RS

40-21

1000 0.75-2.0 S 5 No 1.5 15+10

Empiquetado si se requierede SH en el frente si se

requiereVigas de cimentacion si se

requiere

RS 4 H 1400

Tnel RosarioOeste

FLAC (Version 6.00)

LEGEND

15-Jul-11 16:10 step 14623 -5.000E+00

Tnel Rosario Oeste

Seccintipo

RMR deaplicacin

Q deaplicacin

Secuenciade

excavacinen avance

(m)

Sostenimiento propuesto

SelladoShotcrete H-25

con 3 kg defibras de

polipropileno porm3 de hormign

e (cm)

PernoseL x eT (m) Sostenimiento

Shotcrete H-25 con 3kg de fibras de

polipropileno por m3de hormign

e (cm)

Marcosreticulados

LG 115e (m)

OtrosRosca

helicoidalesgrouteados=22 mmL=2,4m

Split -SetL=2,4 m

ST-I 60 6 > 3,0 3 Ocasionales - - - -

ST-II 51-60 2 6 2,0 4,0 3 2,0 x 2,0 - - - -

ST-III 41-50 0,6 6 1,5 3,0 3 1,5 x 2,0 - 5 - -

ST-IV 30-40 0,6 0,2 1,5 3 - 1,5 x 1,5 7 1,5 Pernos parrilla ocasionales, =25 mm,L=4 m

ST-V 30 0,2 0,5 1,0 3 - - 12 1,0

Pernos parrilla sistemticos, =25mm, L=4 mCierre estructural de la seccin(ocasional). (Contrabveda y viga)

3. Datos geolgicos

3. Datos geolgicos

La mayora de los casos analizados corresponden aformaciones mesozoicas (fm. Chim, Casma, Toquepala,Lo Prado, Abanico, Farallones y Coya-Machal).fundamentalmente de naturaleza volcnica (rioltica oandestica) y/o volcano-sedimentaria (con lutitas rojas yrocas piroclsticas). Hay una minora de rocas volcnicaspaleozoicas (fm. Collahuasi).

En menor medida hay experiencias en rocas intrusivas,salvo en prfidos donde existen numerosos casos, y en elgranito de la costa, en el tnel de Zapata

Finalmente en el tnel Portillo se reportan experienciasligadas a formaciones volcnicas recientes.

3. Datos geolgicos

Tnel de Lo Prado

Tnel de San Cristbal

3. Datos geolgicos

3. Datos geolgicos.Litologas analizadas

1 GRANODIORITAS

2 PRFIDOS

3 ANDESITAS

4 RIOLITA

5 BASALTOS

6 BRECHAS VOLCNICAS

7 DIQUES

8 LUTITAS y TOBAS

9 FALLAS

10 MILONITAS

11 COLUVIN

4. Anlisis de lasconvergencias en obra

4. Convergencia-RMRAcceso NO

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

20 30 40 50 60 70 80 90

CO

NVE

RG

ENC

IA (m

m)

RMR

CONVERGENCIA/RMR

4. Convergencia-RMRTneles de S. Cristbal

CONVERGENCIA/S.T.

010203040506070

S.T.

CON

VERG

ENCI

A (m

m)

I II III IVb V VI VIIb

CONVERGENCIA/RMR

010203040506070

0 20 40 60 80

RMR

CON

VERG

ENCI

A (m

m)

4. Convergencia-RMRLa Confluencia

CONVERGENCIA/RMR

05

101520253035

0 10 20 30 40 50 60 70

RMR

CON

VERG

ENCI

A (m

m)

CONVERGENCIA/S.T

0

5

10

15

20

25

30

35

S.T.

CON

VERG

ENCI

A (m

m)

Ia III IIIa IIIb IVa Va1 Va2 Vb Vc