PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO PARA UN TÚNEL · continuamente conforme con las características del...

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO PARA UN

TÚNEL

D.I.S. S.A. – E.D.L. Ltda.

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Ingenieros Consultores

REQUISITOS GENERALES PARA DISEÑO DE

LA EXCAVACIÓN Y PRESOPORTE


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Información obtenida del diseño:

Este Diseño se efectúo utilizando, el NATM, el Nuevo Método Austriaco

de Túneles, el cual se basa en el concepto, que la roca alrededor del túnel

no solo actúa como una carga sino también como un elemento de auto

soporte.

Básicamente las actividades de excavación y soporte deben ser revisadas

continuamente conforme con las características del terreno que se va

encontrando de acuerdo con los requisitos establecidos en el diseño

inicial. Para determinar lo anterior dentro del proceso constructivo se

deben medir las convergencias las cuales determinan la descompresión de

la roca, con el fin de optimizar el proceso de excavación y soporte,

minimizando sus costos.

SISTEMA CONSTRUCTIVO DEL TUNEL


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1. Comprobación de la información obtenida del diseño:

Para efectos de verificación del diseño de este túnel, se utiliza entre otros

programas Plaxis 3D y Flac 3D, con la información obtenida de la

verificación se procede a la ejecución de la excavación.

Estos programas usan como base la clasificación del terreno, modelando

las condiciones geológicas y geo-mecánicas de la roca que se pueden

encontrar en su comportamiento, ante los diferentes procesos

constructivos del túnel, determinando el grado de deformación de la roca.

A partir de la información obtenida se determina el correspondiente tipo

de soporte a utilizar, para la realización de la excavación en forma

adecuada.

El programa esta basado en la utilización del sistema FEM (análisis de

elementos finitos)

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1.1 Grafico de la acción y reacción del terreno en función del diseño:


SISTEMA CONSTRUCTIVO DEL TUNEL


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2. Procedimiento de ejecución de la excavación

2.1 Determinación del tipo de excavación:

Para efectos de ejecución de la excavación, esta se puede efectuar en

dos o tres secciones de acuerdo con lo determinado en el diseño.

1. Terrenos de alta competencia: Se construye bóveda y banca.

2. Terrenos de baja competencia: Se construyen tres secciones que

son bóvedas, banca y solera.



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2.2 Elementos constitutivos del soporte de la excavación:

Estos elementos están constituidos para soportar la excavación y son los siguientes:

• Concreto Neumático.

• Pernos en Roca.

• Arcos de Acero.

• Pernos en spilling y

• Micropilotes.

Estos elementos se usan de acuerdo a los tipos de terreno clasificados y agrupados según se ve en la

parte geológica del presente documento y en las características del terreno.



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2.3 Proceso Constructivo

Esquema básico del Proceso:



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2.4 Secuencia de excavación en terrenos de alta competencia:

Tal como se menciono en puntos anteriores en este caso solo se construye la bóveda y la solera y

éstas son típicamente ejecutadas por perforación y voladura siguiendo un método secuencial para

las secciones consideradas.

En algunos casos en terrenos de muy buena competencia se puede excavar de una sola vez

bóveda y banca.

Generalmente se debe llevar la excavación de la banca lo mas cerca posible a la bóveda dejando

siempre una rampla de acceso.

Si en algún caso el comportamiento de las convergencias es alto se debe proceder a excavar un

arco de solera para cerrar el anillo.

2.5 Excavación de terrenos de baja competencia o suelo:

Los túneles excavados en rocas débiles con alta cobertura que exigen fracturamiento y grandes

deformaciones que exceden la resistencia del suelo deben ser excavados en los tres parámetros

conocidos: bóveda, banca y solera.



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Zonas de Falla:

Bajo este parámetro se consideran no solo los suelos con alto fracturamiento y

cobertura sino también aquellos que presentan flujos de material hacia el interior del

túnel, los cuales deberán ser tratados de forma secuencial con procedimientos de

consolidación o drenaje durante la excavación o posteriormente según sea el caso.

Estas actividades complementarias básicamente se consideran inyecciones de

consolidación, impermeabilización y actividades de drenaje.



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3. Breve descripción de las actividades:

A continuación presentaremos una descripción de las actividades por ejecutar tanto en roca como en suelo.

3.1 Marcación Perforación, Cargue Voladura: Esta actividad corresponde a la marcación en terreno de los

sitios donde se va a perfora según el diagrama de voladuras diseñado y de acuerdo al tipo de roca; las

demás actividades, son secuenciales.

3.2 Rezaga: Retiro del material proveniente de la voladura.

3.3 Colocación del material de pre soporte: Con la utilización de concreto neumático, y mallas (costillas),

colocados de acuerdo con el tipo de terreno, clasificado previamente y teniendo en cuenta el diseño

realizado para cada tipo de terreno

3.4 Pernado: Se efectúa con la colocación de pernos sistemáticos de acuerdo a los requisitos establecidos.

3.5 Excavación de Banca y Solera: Son secuenciales y completan el proceso de excavación.

3.6 Construcción de solera: corresponde a la colocación de concreto para determinar la excavación,

cerrando el anillo y posteriormente se hace la impermeabilización y revestimiento final.



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4. ESQUEMA BASICO DE CONSTRUCCION

NOTA: Este esquema general se divide en dos partes: para roca de alta competencia solo se

ejecutaran la sección superior y banca, y para los terrenos de baja competencia y terrenos

fallados se ejecutará adicionalmente el arco de solera y los elementos de consolidación

mencionados anteriormente.



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CONTROL DE EJECUCION

Para efectos de control de la ejecución del túnel, este se ejecuta por medio de

ingenieros, geólogos, inspectores de campo y topógrafos efectúan

verificaciones de los diferentes procesos constructivos, los cuales se

resumen en las siguientes actividades

1. Elaboración de informe diario de ejecución de obra formato F-T-CCC-014.

2. Control topógrafo para determinar la sección realmente excavada.

3. Realización de la caracterización Geologico-Geotecnica de cada frente

excavado, soportado también por la toma de fotografías.

4. Verificación y análisis de las lecturas de convergencias efectuadas por el

contratista.

5. Inspecciones diarias de las actividades del frente y en caso de encontrar

fallas se genera una no conformidad, formato F-T-CCC-001


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GRAFICA TIPICA DE LA DEFORMACION DE LA

ROCA


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REGISTRO FOTOGRAFICO DE LOS FRENTES

Para ello se debe disponer del programa de registro geologico

[shape metrix 3D[, el cual mediante tomas de fotografias de alta

resolucion permite una aproximacion a las condiciones del el

terreno encontrado al momento de la excavacion.


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REGISTRO FOTOGRAFICO DE LOS FRENTES


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MEDICION DE DEFORMACIONES DEL TERRENO


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MUCHAS GRACIAS

INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS

CRUCE DE LA CORDILLERA CENTRAL: TÚNELES DEL II CENTENARIO – TÚNEL

DE LA LÍNEA Y SEGUNDA CALZADA CALARCÁ - CAJAMARCA

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