Compaa Minera Santa Luisa. S.A. Dto.: Geomecnica

Estudios tcnicos de estabilidad de labores Consorcio Minero Horizonte - 2009

CONSORCIO MINERO HORIZONTEModelamiento con elementos finitos para determinar El factor de seguridad de estabilidad, sostenimiento definitivo, dimensionamiento del puente con respecto a la presa de relave del Tnel alpamarca - CMH.Informe 006

Preparado por: Ing. Roberto Meza Salcedo.

Jefe de Geomecnica Zona Norte CMHParcoy, 18 de Julio del 2009CONCLUSIONE Y RECOMENDACIONES.

El modelamiento se realiz en las progresivas de 630 660 del tnel alpamarca con la finalidad de poder determinar la estabilidad del tnel y su posible reemplazo de cimbras por otro tipo de sostenimiento que no pueda afectar el flujo de agua con lodo.

El mapeo geotcnico se realiz en partes adyacentes de la zona sobre excavada, ya que este punto se encuentra con cimbras y shotcrete que impidieron poder visualizar la parte superior - techo del tnel.

El tnel actual tiene una elevacin promedio de 5.0mt y con un ancho promedio de 3.5mt, las cuales se ha sometido a modelamiento con Software PHASES 2, teniendo en cuenta que la presa de relava va incrementar a una cota futura de 2340, 20mt mas de altura segn proyeccin de Obras Civiles. obteniendo resultados siguientes:

El tnel es una labor inestable sin ningn tipo de sostenimiento.

Las cimbras instaladas actualmente no estn trabajando adecuadamente ya que en la parte superior (techo), no se encuentra topeada (vaco), por lo mismo que no se distribuye los esfuerzos uniformemente.

El modelamiento indica que con sostenimiento Shotcrete de 2 de espesor con 30kg de fibra /m3 + Pernos helicoidales de 8 + malla electrosoldada de 4x4, cubierto con Shotcrete de 2 sin fibra. Arroja un factor de seguridad de F.S = 1.3, lo cual es recomendable y adecuado.

Para poder instalar los arcos noruegos o arcos reticulados la seccin elevada que se tiene no permite su instalacin ideal, ya que el perfil del tnel es totalmente irregular.

La secuencia de instalacin de sostenimiento recomendado sera de la siguiente manera:

Se deber de iniciar con el sostenimiento recomendado desde la progresiva 680 a 630 en forma retirada.

Colocar pernos helicoidales de 8 pies de manera sistemtica y alineada con espaciamiento = 1.20m en forma de rombo. Desde el nivel de la gradiente para arriba.

Colocar malla electrosoldada en forma de pao con cocadas de 4x4. Y tensar con colas de pescado para que quede bien pegada y plegada en la pared de la labor.

Lanzar shotcrete encima de la malla hasta tapar totalmente (espesor = 2), sin fibra.

Por encima de la primera cimbra se debe de desatar todas las rocas suelta, lanzar shotcrete de 2 de espesor con 30kg de fibra /m3, luego empernar con 8 pies y malla 4x4, luego retirar la primera cimbra. Y completar el sostenimiento en los hastales con Sh 2 con 30 kg de fibra + Ph de 8 + malla de 4x4 + Sh 2.

Continuar con la misma secuencia aprovechando la parte elevada que se tiene ya shotcreteada y las cimbras puestas deben servir como plataforma para primero sostener el techo y luego retirarlos para completar los hastales. La segunda opcin recomendada como sostenimiento definitivo, sera siempre y cuando esta no perjudique el performance de su funcionamiento del tnel en si y para evitar estas retirando las cimbras:

Las cimbras colocadas primeramente se debe topear todo el techo vaci con sacos de arena. Encofrar las cimbras y/o shotcretear previa colocacin de malla electrosoldada entre los espaciamientos de las cimbras.

Modelamiento con elementos finitos para determinar El factor de seguridad de estabilidad, sostenimiento definitivo, dimensionamiento del puente con respecto a la presa de relave del Tnel Alpamarca - CMH.

1. OBJETIVOS:

Evaluar las condiciones geomecnicos del macizo rocoso en la que se emplaza la obra (Tnel Alpamarca). Determinar el factor de seguridad de estabilidad del Tnel Alpamarca, por estar debajo de la presa de relave. Determinar el tipo de sostenimiento definitivo.2. GEOLOGA Y GEOMECNICA DEL TNEL ALPAMARCA - CMH:El rea de estudio est ubicada entre el contacto Batolito limitada por falla NE que le pone el complejo maran (filitas, esquistos, pizarras); a su vez se observa las capas rojas de la formacin chota).

2.1.- MACIZO ROCOSO.

La composicin de la roca de mayor incidencia en la zona del proyecto (Tnel Alpamarca). Es comn encontrar las andesitas y filitas de tipo meta volcnico:Conforme al estudio del comportamiento de los dos tipos de roca se tiene los siguientes:

Filitas: son metavolcnicos de tipo laminar, a manera de estratificaciones, con resistencias a la compresin media a dura (50 80Mpa).

Las Capas Rojas Petrificadas que al contacto con agua se convierten en materiales muy deleznables (tipo arcillas). Con propiedad geotcnica de hinchamiento y con cohesin muy alto a estado seco, con 20 de ngulo de friccin interna. 3. DISEO DEL TIPO Y CALIDAD DEL SOSTENIMEINTO:5.1.- ABERTURAS PERMISIBLES.

Un procedimiento para evaluar la estabilidad de una excavacin subterrnea es determinar los ndices crticos de la calidad del macizo rocoso a construir y/o hacer la excavacin, que encima de los cuales no es necesaria la instalacin de sostenimiento.Clculo de ndice de calidad del tnel: Q Bieniawski 1979:

Q = Exp. (RMR 44)/9

Ancho de la labor real promedio

= 3.5mt ndice Q, con RMR 35-40

= 0.64 ndice Q, con RMR 25-30

= 0.21Clculo del valor Q crtico para el tnel alpamarca segn dominio representativo que tiene un ancho promedio 3.5mt real:

Q = [Dimetro o Altura / 2 ESR] 2.5 El parmetro de Relacin de Soporte de la Excavacin [ESR], factor que conjuga el uso de la excavacin con el grado de seguridad demandado, para tneles y tiempo de exposicin as como el grado de seguridad del diseo, se ha determinado un valor de ESR = 1.6.Valor Q crtico mnimo = 1.25Conforme a este anlisis, se encuentran con un ndice de calidad de tnel Q muy por debajo del determinado Q crtico.

Por lo que se deber contar con la aplicacin de alguna alternativa de sostenimiento conforme al tipo de roca a atravesar durante la fase de construccin del proyecto.

5.2.- ANLISIS DE ESFUERZOS INDUCIDOS.

Para la evaluacin y determinacin de los esfuerzos in situ e inducidos se ha utilizado la relacin emprica de la resistencia a la compresin uniaxial de la roca intacta.Para el clculo de los esfuerzos inducidos producto de la excavacin se ha desarrollado un anlisis esfuerzo-deformacin con el software geomecnico PHASES2 5.0.

El criterio de falla empleado en el presente anlisis fue el criterio de Hoek Brown, asimismo los parmetros geomecnicos son adjuntados en los anexos del acpite del parmetro del macizo rocoso.

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Ing. Roberto Meza Salcedo Jefe de Geomecnica Zona Norte CMHANEXO 01

CARACTERIZACIN GEOTCNICA DE LAS PROPIEDADES DE LA ROCA

ANEXO 03MODELAMIENTO CON EL SOFTWARE PHASES 2 V5. PARA DETERMINAR EL FACTOR DE SEGURIDAD DE ESTABILIDAD, SOSTENIMIENTO DEFINITVO, DIMENSIONAMIENTO CON RESPECTO A LA PRESA DE RELAVE SUPERIOR DEL TUNEL ALPAMARCA - CMH.a.- Excavacin del tnel alpamarca y discretizacin para el modelamiento, con dos etapas con cotas de presa de relave:

b.- Distribucin de esfuerzos y estabilidad de la excavacin Tnel Alpamarca::

c.- Ubicacin de juntas zonas de perturbacin( Cuas, diaclasas, fracturas):

a.- Excavacin del tnel alpamarca y discretizacin para el modelamiento, con dos etapas con cotas de presa de relave y Sostenimiento:

b.- Distribucin de esfuerzos y estabilidad de la excavacin con Sostenimiento Tnel Alpamarca::

c.- Ubicacin de juntas zonas de perturbacin( Cuas, diaclasas, fracturas), despus del sostenimiento Tnel Alpamarca:

c.- Distribucin de las fuerzas axiales del sostenimiento Tnel Alpamarca:

Por: Ing. Roberto Meza SalcedoCIP: 86009