Proyecto Final tunel

7/25/2019 Proyecto Final tunel

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Universidad Mayor de San Simn

Direccin de Posgrado FCyT

Maestra en Ingeniera Vial

PLAN Y DISEO DE OBRAS SUBTERRANEAS

PARA EL TUNEL MARTIGNY - AOSTA

Por:

Aguilar Aranibar Viviana YesyBalderrama Hidalgo Jos Antonio

Camacho Rocha Juan LuisCarreras Chinchilla Juan Pablo

MATERIA:

Ingeniera de Tneles

DOCENTE:

Mgr. Ing. Antonio Torrico

COCHABAMBABOLIVIA

22 de noviembre del 2014


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ELECCION DE LA RUTA DEL TUNEL.

Para elegir la ruta ptima para el desarrollo del tnel se deben tener en cuenta dos aspectos principales:

la topografa de la zona y la geologa de la misma.

Consideraciones topogrficas: Es de vital importancia conocer la topografa de la zona del

proyecto con el fin de proyectar tanto horizontal como verticalmente el trazado del tnel. De

esta manera se pueden garantizar los recubrimientos adecuados sobre la clave del tnel.

Consideraciones Geolgicas: El conocimiento de los tipos de material presentes en la zona de

proyecto es bsico para proyectar la geometra del tnel, pues se trata de aprovechar al mximo

el mejor material existente, brindando as seguridad y estabilidad al tnel no solo durante su

construccin sino durante toda su vida de servicio.

El tnel se proyecta entre las poblaciones de Martigny y Aosta en Francia, con una elevacin promedio

de 600 msnm la primera, y 612 msnm la segunda. Debido a la topografa de alta montaa existente

entre las dos ciudades, se hace viable la construccin de un tnel para unir las mismas.

En la siguiente imagen se aprecia la ubicacin de las mencionadas poblaciones y la topografa existente

entre ellas.

Figura 1. Ubicacin Geogrfica del Proyecto

Fuente: Google Earth.


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La geologa de la zona es diversa, presentando los siguientes tipos de material:

Unidad GR G:Esta unidad cristalina incluye los granitos y gneises del macizo rocoso del Mont Blanc.

(RMR84 a 97)

Unidad AU (Autochton): Es una secuencia sedimentaria compuesta por calizas, calizas dolomticas,

esquistos margosos y esquistos arcillosos. (RMR10 a 50)

Unidades CS-SCh: Una secuencia sedimentaria compuesta por esquistos calcticos, esquistos y filitas.

(RMR37 a 45)

Unidades GP-GS: Unidad cristalina ("Manto de San Bernardo") compuesto principalmente por gneises

de grano fino y mica esquistos. (RMR40 a 70)

Para fines de la elaboracin del presente proyecto se cuenta con la informacin geolgica de la parte

norte del rea del proyecto, y se instruy replicar dicha informacin para la parte sur. La disposicin de

los diferentes tipos de roca presentes en la parte norte del rea de proyecto se muestra en el siguiente

plano geolgico.

Figura 2. Mapa geolgico de la zona de proyecto.


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Considerando la informacin topogrfica y geolgica expuesta anteriormente, se proyectan dos

opciones de alineamiento horizontal para el tnel. Para esto se genera el modelo digital del terreno de

la zona de proyecto, con lo que se puede obtener el perfil longitudinal del terreno a lo largo del eje de

proyecto, permitiendo as apreciar la cobertura del posible tnel en todo su desarrollo.

En la siguiente figura se muestran las dos opciones consideradas de alineamiento horizontal, as comolas curvas de nivel de la zona de proyecto y la disposicin de los tipos de roca presentes en la parte

norte de la misma.

Figura 3. Opciones de trazo horizontal del tnel

Fuente: Elaboracin propia.

Como se aprecia, las opciones de trazo horizontal se proyectan considerando el desarrollo de la mayor

longitud posible del tnel en las reas donde se tienen los mejores tipos de material, procurando cruzar

las reas con material de menor calidad en los lugares donde stas tengan menor incidencia en el

desarrollo del tnel, brindando de esta forma las mejores condiciones de seguridad posibles, en lo que

se refiere resistencia del material que rodea la excavacin.


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Con los alineamientos horizontales y la topografa de la zona, se obtienen los perfiles longitudinales del

terreno natural a lo largo de los ejes proyectados, mismos que se muestras en las siguientes figuras.

Figura 4. Perfil longitudinal del terreno natural para la Opcin 1.

Fuente: Elaboracin propia

Figura 5. Perfil longitudinal del terreno natural para la Opcin 2.

Fuente: Elaboracin propia


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Teniendo en cuenta los perfiles longitudinales obtenidos, se define que la opcin que se elige como

definitiva para el proyecto del tnel es la Opcin 1, ya que la Opcin 2 ofrece menor cobertura en

puntos especficos y uno de ellos, el ms crtico, es el lecho de un rio que se encuentra bsicamente a la

misma altura que el punto de ingreso, lo que puede representar un problema por el tipo de material del

lugar, entre otros.

Habiendo definido el alineamiento horizontal que se usar como eje de proyecto, y con el perfil

longitudinal respectivo, se representan en este ltimo los tipos de roca que se hallan a lo largo del

desarrollo del tnel, con los respectivos buzamientos y las fallas, si existen.

El detalle de tipos de roca a lo largo del eje de proyecto as como sus buzamientos y las fallas en la zona,

se muestran en la siguiente grfica.

Figura 6. Tipos de roca y buzamientos a lo largo del eje del tnel.

Fuente: Elaboracin propia.

La figura anterior muestra que la gran mayora de la longitud del tnel se desarrolla en los tipos de roca

G y GP que son los que tienen un mayor RMR, lo que implica una mayor calidad del material.

Adicionalmente, se debe destacar que la orientacin de los planos de estratificacin del material son en

su gran mayora favorables a la excavacin del tnel, considerando que el menor ngulo de buzamientoes de 60 grados, y que la excavacin del tnel se realizar con un frente desde cada extremo del mismo

en sentidos contrarios.

La siguiente figura permite apreciar lo expuesto.


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Figura 7. Rumbo del fracturamiento con relacin al eje de la obra.

Lo anterior permite proyectar la excavacin del tnel con dos frentes en sentidos opuestos, ya que la

orientacin de los planos de estratificacin es, en la gran mayora del desarrollo de las excavaciones as

proyectadas, muy favorable.

En el perfil se aprecia tambin la presencia de dos zonas de falla en el desarrollo del tnel, una de ellas

intersecta la trayectoria del tnel y la otra, debido a un cambio de orientacin del buzamiento, se

interrumpe a aproximadamente 10 metros de la que sera la clave del tnel.

Considerando esto, la excavacin del tnel en estos puntos debe realizarse con las precauciones

adecuadas, instalando el sostenimiento a tiempo para evitar que ocurran deslizamientos de material

que puedan ocasionar accidentes. La excavacin con TBM ser interrumpida 20 mts. antes de estos

puntos y debe realizarse mediante otro mtodo, retomando la TBM 20 mts. despus de la falla.

Con los parmetros expuestos anteriormente, el trazo final del tnel, tanto horizontal como vertical, se

muestra en el plano del anexo 1.


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PLANEACIN DE LA EXCAVACIN DEL TUNEL.

Para el proyecto se empleara el mtodo de excavacin utilizando una maquina Tuneladora TBM, ascomo tambin se utilizara el mtodo Drill and Blast en los sectores donde se encuentren fallasgeolgicas.

Maquinas Tuneladoras Tipo TBM:

Una tuneladora TBM es una mquina capaz de excavartneles a seccin completa, a la vez que colaboraen la colocacin de un sostenimiento si este es necesario, ya sea en forma provisional o definitiva.

Para la excavacin de tneles de gran longitud, las TBMs tienen mayores ventajas, adems de la mnimaperturbacin a la roca remanente, la rapidez de la excavacin, mayor seguridad para el personal ymaquinaria, inexistencia de gases de voladuras, menor rea de excavacin, entre otros.

Los tneles a excavar con tuneladora tienen que tener radios de curvatura elevados porque lasmquinas no aceptan curvas cerradas, y la seccin tiene que ser circular en tneles excavados con

cabeza giratoria.

Existen varios tipos de mquinas tuneladoras TBM:

De Topos De Escudos Escudos de frente abierto

Escudos de frente cerrado

Para el proyecto se empleara la maquina tuneladora tipo Topo:

Maquina Tuneladora Topo TBM

Son mquinas tuneladoras que se utilizan para excavaciones en roca de dureza baja, media o alta. Sepuede decir que excavan el frente de roca a plena seccin mediante la accin combinada de la rotaciny el empuje continuados de una cabeza provista de herramientas de corte convenientementedistribuidas en su superficie frontal. El dimetro elegido para la TBM es de 12 mts., ancho que permitirproveer 10 mts libres y un metro a cada lado para la disposicin del sostenimiento y dems obras.

PROCEDIMIENTO DE EXCAVACION

El procedimiento de excavacin a utilizar en el proyecto tanto para la TBM como para la Drill And Blast

ser el Nuevo Mtodo Austriaco de Tneles (N.A.T.M.).

NUEVO MTODO AUSTRIACO DE CONSTRUCCIN DE TNELES (N.A.T.M.)

Es un mtodo flexible de construccin que ofrece gran seguridad y mejora la economa y eficiencia,mediante la integracin del comportamiento de la masa rocosa, el registro de deformaciones de laexcavacin durante su construccin y la aplicacin del soporte apropiado a tiempo.
http://es.wikipedia.org/wiki/T%C3%BAnelhttp://es.wikipedia.org/wiki/T%C3%BAnel


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Dentro del sistema NATM debern tenerse en cuenta los siguientes principios bsicos:

Los estados adversos de tensin y deformacin en el terreno, se debern corregir mediante unmtodo de sostenimiento apropiado para cada tipo de terreno.

En casos desfavorables, la ejecucin de una contrabveda aportar el arco resistente deseado,obtenindose as, unas propiedades estticas similares a las de un tubo.

El tipo de sostenimiento se ir optimizando de acuerdo con las deformaciones mximasadmisibles que presente el terreno.

Deber llevarse un seguimiento exhaustivo de las mediciones generales de control(convergencias), realizando constantes ensayos de optimizacin del sostenimiento.

Como consecuencia de todo ello, la correcta utilizacin del NATM supone:

Ejecucin de procedimientos de excavacin cuidadosos. Eleccin de la mejor seccin de excavacin posible, permitiendo adems su adaptacin a las

condiciones especficas mecnicas de la roca y la distribucin de tensiones. El sistema de excavacin deber de adaptarse a las propiedades del terreno encontrado. La

estabilidad del frente sin sostenimiento, la eleccin correcta de la voladura y la longitud delavance, juegan un importante papel para elegir el mtodo operacional ms factible yeconmico.

El mtodo de excavacin segn los principios del NATM se traduce finalmente en una secuencia

cclica basada en la excavacin, colocacin de sostenimiento y monitoreo.

TIEMPO DE MONTAJE DE LA MAQUINA TUNELADORA

La fabricacin de una maquina tuneladora demanda un tiempo aproximado de entre 9 a 12 meses,dependiendo del tamao de dimetro que se solicite.

El tiempo previsto para el montaje de la TBM tiene una duracin aproximada de 2 a 5 meses, lo cualquiere decir que la maquina tuneladora entrara en funcionamiento al menos 1.5 aos despus dehecho el pedido.

TASAS DE AVANCE PARA LOS DIFERENTES TIPOS DE EXCAVACION

Demanda de tiempo por metro de excavacin de acuerdo al tipo de roca.

Fuente: Ing. Emiliano Mauro Giraldo Paredez Lima-Peru


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Haciendo referencia a los datos de proyecto, se tom un valor promedio de 20 m/da segn la tablaproporcionada por el docente:

Metodo deexcavacin

Promedio de tasas de avance (m/s) segncondiciones

Mala Promedio Buena

Drill and blast 2 6 12

TBM 1.5 13 30

Shield TBM 6 9 12

Suponiendo 300 das hbiles de trabajo al ao, se tendra un avance promedio de 12.000,00 m/aoconsiderando dos frentes de trabajo, teniendo una longitud total de aproximadamente 49.000,0 metros.El tiempo en ejecutar dicha longitud segn el avance con los dos frentes es de 4.2 aos.

La puesta en marcha de una TBM desde la solicitud de fabricacin y ensamblaje para un proyecto es deaproximadamente 1.5 aos.

Considerando lo expuesto anteriormente la duracin de construccin del tnel est previsto en un plazode aproximadamente 6 aos.


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SISTEMA DE DRENAJE PROYECTO TNEL MARTIGNYAOSTE

Iniciamos indicando lo siguiente:

La excavacin de un tnel ocasiona la ejecucin de un dren de grandes dimensiones donde confluyen

las aguas de los acuferos interceptados.

Por lo tanto podemos mencionar que el agua es uno de los mayores enemigos de las obras civiles, en

este caso, tneles.

FASES DE EJECUCION Y RIESGOS OCASIONADOS POR EL AGUA

En fase de excavacin, la presencia de agua en un tnel ocasiona graves problemas de avance: la

disminucin de la resistencia del macizo, el aumento de presiones en el sostenimiento, hinchamientos y

reblandecimientos, disoluciones de materiales salinos, etc.

En fase de explotacin y dependiendo de la tipologa de la estructura ejecutada surgen problemas de

filtraciones de agua, humedades, colmatacin de drenajes, asentamientos de edificaciones cercanas,


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que, dependiendo del nmero de instalaciones que deba poseer el tnel (Catenaria, fibra ptica)

pueden causar graves problemas de mantenimiento.

Premisas bsicas para el dimensionamiento del drenaje en tneles:

En el caso de tneles, se procurar reducir en lo posible la entrada de escorrenta procedente

de las trincheras de acceso, en especial estudiando soluciones alternativas de evacuacin de

aguas subterrneas y superficiales.

La recomendacin es prohibir directamente la entrada de aguas de escorrenta en el tnel.

En el caso de emboquilles desfavorables al drenaje del tnel, se pueden ejecutar perfectamente obras

de drenaje complementarias, como por ejemplo la ejecucin de colectores en contra-pendiente que

evacen el agua hacia afuera de la red de drenaje del tnel.

CARACTERISTICAS GENERALES EN DRENAJE DE TUNELES

La ubicacin del tnel respecto al nivel fretico determina las especificaciones para su ejecucin.

El funcionamiento ptimo del sellado se presenta como un factor crtico en el caso de tneles con

trfico, ante la dificultad adicional que presentan frente a las labores de reparacin debidas a daos

producidos por el agua, especialmente en zonas de presin de agua.

El revestimiento de tneles que se encuentra por debajo del nivel fretico no debe sufrir daos

ocasionados por el agua.

ELEMENTOS GENERALES DEL DRENAJE Y SUS CARACTERISTICAS

COLECTOR CENTRAL

Este colector es fundamental en la construccin de un tnel, en su vida til y en su mantenimiento.

Dada la disposicin del mismo, y debido a que sobre l se ejecuta el relleno de la contra bveda y la

supra estructura de la va, su correcta definicin es bsica para garantizar la durabilidad y funcionalidad

de la obra ejecutada.


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MANTO DRENANTE

El mismo ser colocado sobre el concreto proyectado.

Imagen 1: Colocacin del manto drenante

Fuente: Universidad de los Angeles Prof. Silvio Rojas

MATERIAL DRENANTE

Especificado para interceptar y drenar el flujo de agua, inclusive cuando es a presin.

Imagen 2: Colocacin Material drenante.

Fuente: Universidad de los Angeles Prof. Silvio Rojas


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La superficie ser uniforme para cuando se aplica el concreto lanzado, reduciendo los costos de

instalacin y proporcionando un grado de impermeabilidad mayor.

Ventajas de la capa drenante:

- Espesor constante en el acabado de estructuras de concreto reforzado.

- Cargas uniformemente distribuidas.

- ndice de flujo hidrulico constante a largo plazo.

- Reduccin del esfuerzo cortante que pudiera sobre-esforzar a la estructura.

- Limitada transmisin de carga, inclusive bajo cargas dinmicas, que pudieran ser causadas

por asentamientos y/o deformaciones de reas circunvecinas (El geocompuesto acta como

un elemento semiflexible colocado entre la superficial natural y la estructura final).

A continuacin se detallan los elementos que forman parte del drenaje de un tnel y sus caractersticas

principales.

ELEMENTOS Y CARACTERISTICAS GENERALES

Es importante mencionar que los tneles drenados recogen agua infiltrada a travs de drenajes en la

solera o pies de hastial, aliviando la estructura del tnel.

El agua infiltrada absorbe y trasporta materiales solubles al atravesar el material de los hastiales y el

propio hormign proyectado.


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Imagen 3: Elementos sistema de drenaje

1.- Colector principal (Funciona como un drenaje provisional bajo la solera, que permanecer en servicio

despus de la colocacin de la lmina o del anillo de revestimiento para mantener seca el rea detrabajo).

El material para el colector principal puede ser hormign o PVC. En el caso de tubos de hormign, se

denominan siempre por su dimetro interior y los de plstico por su dimetro exterior, lo que simplifica

la gama de accesorios para los tubos de plstico.

2.- Base de grava triturada.

3.- Material de relleno.

4.- Colector para drenaje de la pared.

5.- Concreto proyectado: es el sostenimiento primario durante las labores de avance. En el

sostenimiento se emplean cerchas metlicas, malla de acero, bulones y el propio hormign proyectado.


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Es importante tambin mencionar que el hormign proyectado debe presentar una superficie adecuada

para preservar la integridad de la capa drenante y de la geomembrana

En el caso de tneles de doble revestimiento con lminas, la ltima capa de hormign proyectado no

requerira acondicionarse con hormign proyectado adicional en la superficie para lograr una fijacinadecuada entre el geotextil y la lmina (Las inyecciones corregirn esto).

6.- Anillo de revestimiento: Por inyeccin. En contacto con geomembrana colocada contra presiones de

agua.

7.- Impermeabilizante o geocompuesto

8.- Material impermeabilizante: Geomembrana + Geotextil (Soldadura+ Fijacin, Capa de proteccin+

Discos cintas PVC))

9.- Concreto para aceras y base de la losa

10.- Concreto de revestimiento definitivo y losa de concreto del pavimento

11.- Colector o cuneta de drenaje del pavimento: Normalmente cada 50 metros se disponen unas

arquetas de registro, en las cuales se entroncan unos tubos de dimetro inferior provenientes de los

hastiales del tnel y que permiten el drenaje de la impermeabilizacin instalada entre el sostenimiento y

el revestimiento.

La superficie de hormign proyectado debe satisfacer los criterios para la colocacin de lminas:

- Irregularidades de pequea escala deben tener un radio mayor de 300 mm.

- El hormign proyectado debe estar fraguado con un espesor de capa de mnimo 5 cm.

- La malla metlica estructural, bulones, cabezas de anclaje, etc., deben estar recubiertos al

menos por 5 cm de hormign proyectado.

- Las esquinas y los lmites deben estar redondeados.

- Emplear ridos rodados.

- Tamao mximo del rido debe ser 8 mm.

- Se recomienda emplear acelerantes de fraguado libres de lcali.


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CONCEPTO DE SELLADO DE UN TNEL

Tneles sin drenaje permanente (Sellado en todo el permetro del tnel con presin de agua).

Altas presiones de agua que incrementan los requerimientos de resistencia para el revestimiento.

Drenaje permanente no es necesario en un tnel construido para soportar presiones de agua.

En tneles no drenados bajo presiones de agua en los que se realiza sostenimiento, el mismo se realiza

empleando hormign proyectado, las lminas se colocan entre el hormign proyectado y el anillo de

revestimiento.

El diseo impermeable puede ser.-

El presente proyecto hace uso de TBMs para la excavacin del tnel, por lo tanto si bien anteriormente

se detallaron los tipos de diseos impermeables, a continuacin presentamos el diseo para el tipo de

excavacin aplicado en el proyecto.

En los tneles excavados a seccin completa con TBMs, se coloca una lmina nica entre las dovelas de

hormign prefabricadas y el anillo de revestimiento, recubriendo as todo el permetro.


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Se deben disponer puntos de bombeo cada 100 metros aproximadamente, para posibilitar el bombeo

durante la construccin.

Los conductos metlicos trabajan de forma combinada con el sistema de impermeabilizacin de la solera

conectndose al mismo.

A continuacin se muestra el sistema de deteccin de daos para el proyecto, el cual fue desarrollado

en Francia donde se encuentra ubicado nuestro proyecto, el cual emplea laminas translucidas que

permiten la inspeccin total de la superficie detrs de la lmina, y el empleo de agua coloreada durante

los ensayos de soldadura para encontrar fallos de la misma.

ESPESOR DE LA LMINA

La lmina de impermeabilizacin dispone de una capa de otro color para facilitar la deteccin de los

daos de la lmina, antes o despus de su colocacin.


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CINTAS PVC

En cada compartimiento se debe instalar una cinta de PVC 9600 mm de ancho con 6 ribetes y conductos

de inyeccin con el objetivo de limitar la posibilidad de entrada de agua al mismo, evitando as afectar a

centenares de metros de tnel.

LAS CINTAS DE PVC SE SUELDAN CON LA PROPIA LMINA

Un parmetro importante para la eficacia de las cintas PVC es la completa integracin de los ribetes en

el hormign (especialmente de corona).

Se colocan cintas de PVC que permiten la inyeccin posterior, posibilitando as el relleno de las

cavidades entre la cinta PVC y el hormign.

Para proteger la lmina se disponen las cintas PVC en la misma posicin que las juntas de hormign de

revestimiento, formando as un sistema adicional de sellado con la estructura de hormign de

revestimiento.

INYECCIONES

Se disponen de instalaciones para una posible inyeccin posterior.

El objetivo es rellenar la junta de contacto entre la lmina y el anillo de revestimiento de hormign en el

caso de que se detecte un fallo en la superficie de sellado.


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DRENAJE PARCIAL

El drenaje parcial se aplica cuando el agua acumulada no puede extraerse sin ayuda de bombas en los

siguientes casos:

Tneles que retienen agua y tiene restricciones de presin de agua. El agua en un tnel se alivia hasta

una presin determinada.

A continuacin un esquema de tnel no drenado sujeto a pequeas presiones locales debidas a

obstrucciones en el flujo del agua:


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TNELES DRENADOS

Se usan en el caso de columnas de agua elevadas con presiones asociadas importantes.

La evaluacin de filtraciones de debe garantizar para toda la vida de servicio.

La bveda del tnel no precisara estar diseada para soportar presiones de agua.

Un relleno puede reducir pequeas filtraciones en el tnel durante la ejecucin.

ESPECIFICACIONES PARA LAS LMINAS

Rigidez, flexibilidad y soldadura

La soldadura se dispone para mantener la continuidad de la superficie de impermeabilizacin.

Un defecto en la soldadura provocara una filtracin en el tnel con resultados fatales en el caso de

condiciones de presin de agua.

La flexibilidad relacionada con el mdulo de elasticidad:

Para PVC- P flexible ser < 30 N/mm2 = 300 Kg/cm2

FPO rgido < 100 N/mm2 = 1000 Kg/cm2

Resistencia a traccin y alargamiento.

Especificaciones recomendadas para el alargamiento en la rotura:


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PVC-P>12 N/mm2 (250%) y para TPO>15 N/mm2 (500%), lo que garantiza un mnimo de resistencia

mecnica para su aplicacin.

Para la interpretacin del comportamiento del material y su uso en el campo de los tneles, se

recomienda ensayar el alargamiento biaxial (biaxial burst pressure test) del material de acuerdo con laNorma FET 365 (Normativa Austriaca).

La posibilidad de alargamiento biaxial permite puentear fisuras o roturas, es la mayor ventaja de las

lminas plsticas de sellado.

En este sentido la elasticidad del material es importante, especialmente en el caso de movimientos

durante las fases constructivas por cambios de temperatura o cargas dinmicas.

RESISTENCIA AL FUEGO

En trabajos subterrneos o zonas cerradas se precisa un mnimo de retardo en la aparicin de la llama

ante la posibilidad de que se presente una combustin accidental durante la colocacin.

El retraso en la llama es solo necesario durante la colocacin y no tiene influencia una vez concluido el

anillo de hormign revestido.

Conforme la normativa suiza y austriaca, la lmina debe ser auto extinguible.

De forma adicional a la mayora de las normativas internacionales, la norma SIA V280 presenta una

clasificacin de comportamiento frente al humo.

La intensidad del humo es un factor clave en caso de rescates de emergencia.

FIJACIN DE LAS LMINAS

Se colocan discos en la superficie de hormign proyectado para permitir un soporte adecuado y un

acoplamiento robusto en toda la superficie.

La lmina de impermeabilizacin se coloca con una holgura suficiente para prevenir sobretensiones

durante el hormigonado.

Se han desarrollado nuevos sistemas de colocacin, como por ejemplo el sistema de colocacin rpido

de Velcro, el sistema de soldadura caliente, el sistema el aire caliente, etc., que permiten, junto con los


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carros de colocacin automtica, fijar lminas de 4 m de ancho, reduciendo as los cordones de

soldadura y aumentando la calidad final.

GEOTEXTILES

Dado que las lminas con sensibles a los daos mecnicos, se debe colocar un manto geotextil entre el

terreno y la propia lmina para proteger a esta ltima.

El geotextil crea una superficie de deslizamiento para la lmina con el objetivo de evitar esfuerzos en la

misma y permitir movimientos de las estructura de hormign causados por temperatura, asientos,

cargas dinmicas, etc. Evitando as tambin las pequeas fisuras en el anillo de hormign.

El geotextil debe ser suficientemente robusto de modo que no quede tenso reducindose localmente su

seccin durante la colocacin debido al hormigonado del anillo de revestimiento.


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HORMIGN

La mayor parte de los tneles se revisten con hormign armado bombeado.

La colocacin del anillo:

Dos etapas:

Hormigonado de la solera en tramos de 10 a 12 m y espesor de 45 a 65 cm

Hormigonado de la bveda en tramos de entre 10 y 12 m y espesor de 35 a 60 cm.

Principalmente las zonas daadas se detectan en la corona y en las zonas de juntas. La lmina puede

sufrir esfuerzos importantes debido al hormign de la bveda.

Para prevenir reas defectuosas en el anillo de hormign, se rellenan las fisuras en la corona una vez

finalizado el hormigonado de revestimiento, empleando por ejemplo inyecciones de lechada de

cemento a travs de conductos previamente dispuestos en la lmina.

Categoras de estanqueidad de revestimientos de tneles (Haack, 1986):

Un milmetro= 20 gotas

Las filtraciones de agua a travs de los revestimientos de tneles terminados son representan posibles

problemas de alta gravedad, como se muestra en la siguiente imagen.


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PROBLEMAS CAUSADOS POR EL HIELO EN TUNELES NORIEGOS, PEDERSEN (1984):

DAOS QUE PUEDE CAUSAR EL AGUA EN LOS TUNELES


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DISEO DEL SOPORTE PERMANENTE O SOSTENIMIENTO

Debido a los diferentes tipos de macizo rocoso que presenta la zona del proyecto se proceder a laverificacin de los espesores de Hormign lanzado as como tambin el clculo de las longitudes de lospernos de anclaje y de las cerchas de acero para cada tipo de ellos.

1.- (GR-G). Esta unidad cristalina incluye los granitos y gneis del macizo del Mont Blanc. (RMR- 84 de 97)

RMR (GR-G) = 90

GSI=85

Sig ci=175 Mpa

Mi=25 segn tabla

D=0

MR=450 Mpa

Cobertura =715m


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DATOS INICIALES

ci = 175.0 MPa

GSI = 85.0 MPa

m i= 25

D = 0

MR= 450

Emi = 78750

mb = 14.631 Sig t = -2.259 MPa

s = 0.1889 Sig c = 76.009 MPa

a = 0.5 Sig cm = 104.963 MPa

Sig 3max = 6635.745 MPa Em= 72969.200 MPa

C = 450.086 MPa

Phi = 11.50 0.20

H= 715.0 m Covertura

27.0 KN/m3 Peso Unitario del Macizo Rocoso

R = 5.00 m 5000.0mm

= 0.30

19.31 MPa 19305.0 Kpa Presion Inicial

1.- Esfuerzos Primarios

2.- Coeficiente Pasivo

1.498

3.- Presion de Contacto Critica

-26.562 MPa -26562.0 Kpa


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4.- Ecuacion elastica del macizo rocoso

5.- Ecuacin Plstica del Macizo Rocoso

6.- Rdio Plastico

1.62

P Hormigon = 1000.0 kpa

B.- SOSTENIMIENTO - DEFORMACION MAXIMA

1.- Hormigon Lanzado - P. rotura > Pi

GHL= 30.0 Mpa Resistencia del Hormigon a los 28 das

16.67cm = e e asumido = 17.0 cm

Protura= 1020.00 kpa

Convergencia max (mm) =

0

5000

10000

15000

20000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Elastica

Plastica


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x= 8942.0 mm Longitud de Avance

x asumido= 8900.0 mm

Ehl = 1000.0 Mpa

150.00 mm

2.- Pernos de Anclaje Gf=370 Mpa 20.00 mm Diametro del perno

L= Longitud del perno (m)

W= Ancho de la abertura del tunel (m) 10.0 m

3.2 m

L= Longitud del perno (m) = 3.2 m

E= Espaciamiento de los pernos (m) 2.1 m

370.0 Mpa 370000.0 kpa

d1= 2100.00 mm Dist. entre pernos

d2= 8900.00 mm Dist. De avance

Pfluencia= 6.22 kpa S= 314.16 mm2 Area de perno

Curva caracteristica (Ehl=1000Mpa y Ghl a los 28 dias 30 Mpa)

1.5


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Ea= 210,000,000.0 kpa

Lp = 3200.00 mm Longitud de perno

5.64 mm

3.- Cercha de Acero - Gf=370 Mpa

370.0 Mpa 370000.0 kpa

S= 1295.00 mm2 CERCHA IPN 140

Pfluencia= 15.97 kpa d= 6000.00 mm Long. De la cercha

Ea= 210,000,000.0 kpa

8.81 mm

Curva caracteristica (Ea=210*10^6 kpa)



31/49

2.- Es una secuencia sedimentaria compuesta por calizas, calizas dolomticas, esquistos margosos yesquistos arcillosos. (RMR - 10 de 50)

RMR (AU) = 40

GSI =40

Sig ci=40 MpaMi=7 segn tabla

D=0

MR=375 Mpa

Cobertura = 300m


32/49

DATOS INICIALES

ci = 40.0 MPa

GSI = 40.0 MPa

m i= 7

D = 0

MR= 375

Emi = 15000

mb = 0.821 Sig t = -0.062 MPa

s = 0.0013 Sig c = 1.323 MPa

a = 0.511 Sig cm = 4.687 MPa

Sig 3max = 2434.030 MPa Em= 2394.780 MPa

C = 36.320 MPa

Phi = 2.68 0.0468



R = 5.00 m 5000.0mm

= 0.30




1.098


5.487 MPa 5400.0 Kpa


33/49



6.- Rdio Plastico

12.76








0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

0 50 100 150 200 250 300

Elastica

Plastica


34/49



Ehl = 1000.0 Mpa

150.00 mm




3.2 m



370.0 Mpa 370000.0 kpa





1.5


35/49

Ea= 210,000,000.0 kpa


5.64 mm


370.0 Mpa 370000.0 kpa



Ea= 210,000,000.0 kpa

8.81 mm




36/49

3.- Una secuencia sedimentaria compuesta por calcita, esquistos y filitas. (RMR - 37 a 45)

RMR (CS-SCh) = 40

GSI =35

Sig ci=35 Mpa

Mi=8 segn tablaD=0

MR=550 Mpa

Cobertura = 300m


37/49

DATOS INICIALES

ci = 40.0 MPa

GSI = 35.0 MPa

m i= 8

D = 0

MR= 550

Emi = 22000

mb = 0.785 Sig t = -0.037 MPa

s = 0.0007 Sig c = 0.963 MPa

a = 0.516 Sig cm = 4.443 MPa

Sig 3max = 2426.250 MPa Em= 2494.950 MPa

C = 35.555 MPa

Phi = 2.68 0.0468



R = 5.00 m 5000.0mm

= 0.30




1.098


5.604 MPa 5600.0 Kpa


38/49



6.- Rdio Plastico

13.21








0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350

Elastica

Plastica


39/49



Ehl = 1000.0 Mpa

150.00 mm




3.2 m



370.0 Mpa 370000.0 kpa





1.5


40/49

Ea= 210,000,000.0 kpa


5.64 mm


370.0 Mpa 370000.0 kpa



Ea= 210,000,000.0 kpa

8.81 mm




41/49

4.- Unidad cristalina ("San Bernardo Nappe") compuesto principalmente por gneis de grano fino y micaesquistos. (RMR - 40 al 70)

RMR (GP-GS) = 55

GSI =50

Sig ci=175 MpaMi=15 segn tabla

D=0

MR=375 Mpa

Cobertura = 500m


42/49

DATOS INICIALES

ci = 100.0 MPa

GSI = 50.0 MPa

m i= 15

D = 0

MR= 375

Emi = 65625

mb = 2.515 Sig t = -0.154 MPa

s = 0.0039 Sig c = 6.023 MPa

a = 0.506 Sig cm = 21.175 MPa

Sig 3max = 2664.550 MPa Em= 11519.470 MPa

C = 98.161 MPa

Phi = 6.45 0.11



R = 5.00 m 5000.0mm

= 0.30




1.253


2.585 MPa 2500.0 Kpa


43/49



6.- Rdio Plastico

6.28








0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Elastica

Plastica


44/49



Ehl = 1000.0 Mpa

150.00 mm




3.2 m



370.0 Mpa 370000.0 kpa





1.5


45/49

A continuacin se muestra una tabla resumen de los tipos de sostenimiento a emplearse a lo largo deldesarrollo del tnel.

Ea= 210,000,000.0 kpa


5.64 mm


370.0 Mpa 370000.0 kpa



Ea= 210,000,000.0 kpa

8.81 mm




46/49

ZONA DE FALLA 0 - 29+170 29+210 DRILL AND BLAST

GP-GS 55 III 29+210 39+256 4.4 42.0 3.2 2.1 ----

ZONA DE FALLA 0 - 16+895 16+935 DRILL AND BLAST

Distancia entre

Cerchas de Acero

SOSTENIMIENTO

Acceso lado Norte 90 IV 0+000 0+050 1.0 67.0

Longitud de

los Pernos

de Anclaje

Espaciamiento

entre pernos

Longitud de

Avance (mt)HastaDe

PROGRESIVASDESCRIPCION

ID del Macizo

RocosoRMR

Categoria

del M.R.

Bieniawski

Espesor del

Hormign

Lanzado (cm)

3.2 2.1 2.0

G-GR 90 I 0+050 5+382 8.9 17.0 ---- ---- ----

AU 40 IV 5+382 12+136 1.0 67.0

2.0

3.2 2.1 2.0

CS 40 IV 12+136 16+895 1.0 67.0

GP-GS 55 III 19+797 29+170 4.4 42.0

3.2 2.1

Acceso lado Sud 40 IV 48+730 48+781 1.0 67.0

AU 40 IV 47+586 48+730 1.0 67.0

IV 16+935 19+797 1.0

3.2 2.1 2.0

3.2 2.1 2.0

3.2 2.1 ----

3.2 2.1 2.0

3.2 2.1 2.0

TIPO DE SOSTENIMIENTO

3.2 2.1 2.0

CS 40 IV 40+894 47+586 1.0 67.0

67.0

SCh 40 IV 39+256 40+894 1.0 67.0

SCh 40


47/49

ANEXOS


48/49

Anexo 1:

Plano de planta y perfil.


49/49

Anexo 2:

Plano de detalle de sistema de

drenaje.

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