ing-civil 18-12-09 proyectodegrado programaparaelcalculodetiemposycostos

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMN FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGA

CARRERA DE INGENIERA CIVIL

PROGRAMA PARA EL CLCULO DE TIEMPOS Y COSTOS DE CONSTRUCCIN PARA TNELES VIALES

Proyecto de Grado, Presentado Para Optar al Diploma Acadmico de

Licenciatura en Ingeniera Civil.

Presentado por: BLANCA MARA NAVA MALLO

Tutor: Dr. Ing. Gabriel Rodrguez Roca

COCHABAMBA BOLIVIA

Diciembre de 2009

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DEDICATORIA

A mis amados padres por toda su confianza

y por brindarme su apoyo incondicional.

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AGRADECIMIENTOS A Dios por todo lo que me dio, por las lecciones de vida y por las oportunidades brindadas. A mi mamita por todo su amor, tolerancia y empata, a mi papito por el aliento, amistad y cario. A mis hermanos por la ayuda que me dieron en todo momento. Al Dr. Ing. Gabriel Rodrguez por su paciencia y ayuda para que sea posible este Proyecto. A todos los Ingenieros que me brindaron la informacin y conocimientos requeridos para llevar acabo este proyecto. A Antonio por ayudarme en los momentos ms difciles y tenerme tanta paciencia. A la Universidad por abrirme las puertas y cobijarme hasta la culminacin mis estudios. Y a todos mis amigos que me ayudaron y me apoyaron.

Muchas Gracias!

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FICHA RESUMEN

Un tnel vial forma parte de un proyecto carretero, y del cual suele ser el tramo ms costoso y que ms lo condiciona. Es por esto que se ha decidido crear una herramienta de estimacin y estudio de los aspectos que involucran la construccin de un tnel vial.

Primeramente se han definido los alcances del trabajo, tomndose la decisin de estimar los tiempos y costos geotcnicos es decir aquellos que abarca la obra subterrnea, una e definido esto se ha determinado aquellas secciones que se han de considerar para realizar el anlisis, tomndose dos secciones caractersticas.

Posteriormente se ha analizado la metodologa de diseo de excavacin y sostenimiento de los tneles y se ha visto que parmetros han de ser imprescindibles para realizar las estimaciones tanto de tiempos como de costo.

Se ha realizado una seleccin de metodologas de estimacin de costos y tiempos a fin de poder rpidamente realizar un clculo inicial de cuanto ha de ser el tiempo necesario para realizar la obra subterrnea y a cuanto ha de ascender el costo geotcnico de la misma.

Finalmente se han programado algoritmos para poder determinar tiempos de perforacin y sostenimiento por tipo de excavacin, y sus respectivos precios unitarios y costo totales.

PROGRAMA PARA EL CLCULO DE TIEMPOS Y COSTOS DE CONSTRUCCION PARA TNELES VIALES

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NDICE GENERAL

CAPTULO 1.

1.INTRODUCCIN ......................................................................................................... .. .1

1.1. ANTECEDENTES....1

1.2. JUSTIFICACIN......5

1.3. OBJETIVOS.6

1.3.1. OBJETIVO GENERAL6

1.3.2. OBJETIVOS ESPECFICOS....6

CAPTULO 2 2. DISEO GEOTCNICO DE TNELES .......................................................................... 7

2.1. INTRODUCCION ....................................................................................................... 7

2.2. CLASIFICACIN DE LOS TNELES VIALES ...................................................... 8

2.3. SECCIN DEL TUNEL ........................................................................................... 10

2.4. MODELO GEOLGICO Y GEOTCNICO ............................................................ 14

2.4.1. RECOPILACIN DE INFORMACIN ........................................................... 17

2.4.2. INVESTIGACIONES DE CAMPO ................................................................... 17

2.4.3. CLASIFICACIN DEL MACIZO ROCOSO ................................................... 19

2.4.3.1. CLASIFICACIN DE BIENIAWSKI. .......................................................... 19

2.4.3.2. CLASIFICACIN DE BARTON. ................................................................. 22

2.4.3.3. NDICE GSI DE HOEK. ................................................................................ 24

2.4.4. MODELO GEOLGICO Y GEOTCNICO .................................................... 26

2.4.5. CATEGORIZACIN DEL COMPORTAMIENTO ......................................... 26

2.4.6. SELECCIN DE MEDIDAS DE SOSTENIMIENTO ..................................... 28

2.4.7. VERIFICACIN DE MEDIDAS DE SOSTENIMIENTO ............................... 32

2.4.8. DEFINICIN DEL TIPO DE TERRENO PARA LA EXCAVACIN ........... 36

CAPTULO 3.

3. MTODO DE EXCAVACIN PERFORACIN Y VOLADURA ............................... 38

3.1. INTRODUCCIN ..................................................................................................... 38

3.2. FASES DE EXCAVACIN ...................................................................................... 41

3.3. CICLO DE EXCAVACIN ...................................................................................... 43


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3.3.1. Marcado y Replanteo de Barrenos .................................................................. 44

3.3.2. Perforacin de barrenos .................................................................................. 45

3.3.3. Carga de Explosivo ......................................................................................... 63

3.3.4. Disparo de la pega ........................................................................................... 66

3.3.5. Evacuacin de humos ventilacin ................................................................... 69

3.3.6. Saneo y bulonado (sostenimiento primario) ................................................... 70

3.3.7. Carga y transporte del escombro .................................................................... 70

CAPITULO 4.

4. MEDIDAS DE SOSTENIMIENTO. ............................................................................. 73

4.1. INTRODUCCIN ................................................................................................. 73

4.2. SOSTENIMIENTO CON HORMIGON PROYECTADO ................................... 75

4.3. SOSTENIMIENTO CON BULONES ................................................................... 84

4.4. SOSTENIMIENTO CON CERCHAS METALICAS ........................................... 91

4.5. SOSTENIMIENTO CON MALLAS: .................................................................... 95

4.6. SOSTENIMIENTO CON ENFILAJE: .................................................................. 96

4.7. SOSTENIMIENTO CON CHAPAS BERNOLD: ................................................. 97

4.8. SOSTENIMIENTO CON TRATAMIENTOS Y ESPECIALES: ......................... 98

CAPITULO 5.

5. ORGANIZACIN DE LA CONSTRUCCIN DE UN TNEL .................................... 99

5.1. INTRODUCCIN ................................................................................................. 99

5.2. INSTALACIONES BSICAS. ............................................................................. 99

5.2.1 PLANTEAMIENTO GENERAL DE LA EJECUCIN DE UN TNEL. ...... 100

5.2.2 INSTALACIONES BSICAS PARA LA EJECUCIN DEL TNEL. ........ 101

5.3. ADMINISTRACIN Y DIRECCIN. ............................................................... 106

CAPITULO 6.

CRONOGRAMA DE CONSTRUCCIN, TIEMPO DE CONSTRUCCIN .................. 107

6.1. INTRODUCCIN ............................................................................................... 107

6.2. DURACIN DEL CICLO DE EXCAVACIN ................................................. 108

6.2.1. PERFORACIN, CARGA Y VOLADURA ................................................... 108


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6.2.2. VENTILACIN ............................................................................................... 118

6.2.3. CARGA Y TRANSPORTE DE MATERIAL ................................................. 119

6.2.4. SANEO ............................................................................................................. 123

6.2.5. SOSTENIMIENTO .......................................................................................... 124

6.2.5.1. Hormign Lanzado ....................................................................................... 124

6.2.5.2. Malla Metlica Electrosoldada ..................................................................... 126

6.2.5.3. Pernos de Anclaje ......................................................................................... 126

6.2.5.4. Enfilaje .......................................................................................................... 129

6.2.5.5. Cercha Trillizada ........................................................................................... 130

6.3. CRONOGRAMA DE CONSTRUCCIN .............................................................. 130

CAPITULO 7.

DETERMINACIN DE PRECIOS UNITARIOS ............................................................. 132

7.1. INTRODUCCIN ............................................................................................... 132

7.2. DEFINICIN DE PRECIO UNITARIO. ............................................................ 133

7.3. COSTO DE LOS EQUIPOS ................................................................................ 134

7.4. COSTO DEL PERSONAL .................................................................................. 137

7.5. COSTO DE MATERIALES ................................................................................ 138

7.6. GASTOS GENERALES Y ADMINISTRATIVOS ............................................ 140

7.7. UTILIDAD ........................................................................................................... 140

7.8. IMPUESTOS ........................................................................................................ 140

7.9. ACTIVIDADES DE CONSTRUCCIN ............................................................ 140

7.10. PRECIOS UNITARIOS ....................................................................................... 141

7.10.1. EXCAVACIN EN SECCIN TIPO ............................................................. 141

7.10.2. ENFILAJE ........................................................................................................ 141

7.10.3. CERCHA TRILLIZADA ................................................................................. 142

7.10.4. PERNOS DE ANCLAJE .................................................................................. 142

7.10.5. MALLA ELECTROSOLDADA ...................................................................... 143

7.10.6. HORMIGN LANZADO ................................................................................ 143

7.11. PRESUPUESTO ............................................................................................... 143


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CAPITULO 8.

PROGRAMACIN DE TIEMPOS Y COSTOS PARA TNELES VIALES. ................. 144

8.1. INTRODUCCIN. .................................................................................................. 144

8.2. CARACTERSTICAS DEL LENGUAJE DE PROGRAMACIN. ...................... 144

8.2.1. ORGENES DEL BASIC. ................................................................................ 144

8.2.2. VENTAJAS DEL VISUAL BASIC ................................................................. 145

8.3. DESCRIPCIN DEL PROGRAMA COMPUTACIONAL. .................................. 145

8.4. DATOS DE ENTRADA .......................................................................................... 146

8.4.1. DATOS DE ENTRADA ESTIMACIN TIEMPOS ....................................... 146

8.4.2. DATOS DE ENTRADA ESTIMACIN COSTOS ........................................ 154

8.5. DATOS DE SALIDA .............................................................................................. 158

8.5.1. DATOS DE SALIDA TIEMPOS ..................................................................... 158

8.5.2. DATOS DE SALIDA COSTOS ...................................................................... 172

CAPITULO 9. CASOS DE ANLISIS ...................................................................................................... 182

9.1. INTRODUCCIN ............................................................................................... 182

9.2. PROYECTO EJECUTADO ................................................................................. 182

9.2.1. TNEL SAN RAFAEL EN PROYECCIN. .................................................. 184

9.2.2. TNEL SAN RAFAEL CONCLUIDO. .......................................................... 197

9.3. PROYECTO EN PLANIFICACIN. .................................................................. 214

9.3.1. PROYECTO TNEL CAZADEROS .............................................................. 214

CAPITULO 10.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. ................................................................ 230

10.1. INTRODUCCIN ............................................................................................ 230

10.2. CONCLUSIONES ............................................................................................ 230

10.3. RECOMENDACIONES .................................................................................. 231


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NDICE DE TABLAS Tabla 1.1. Tneles ejecutados, Bolivia. (Elaboracin propia) ...................................................... 2 Tabla 1.2. Tneles proyectados, Bolivia. (Elaboracin propia) .................................................... 4 Tabla 2.1. Equipamiento mnimo segn categora de tnel. (Administradora Boliviana de

Carreteras, 2007).. 10

Tabla 2.2. Secciones tpicas. (Kolymbas, 2005) ............................................................................... 10 Tabla 2.3. Pendientes longitudinales. (Kolymbas, 2005) .................................................................. 13 Tabla 2.4. Medios de investigacin usuales (GEOCONSULT, 1995) .............................................. 17 Tabla 2.5. Medios de investigacin usuales (GEOCONSULT, 1995) .............................................. 17 Tabla 2.6. Relacin del RQD y Calidad de la Roca. (GEOCONSULT, 1995) ................................. 20 Tabla 2.7.Clasificacin Geomecnica del Macizo Rocoso. (Elaboracin propia, 2008) .................. 21 Tabla 2.8. Necesidades de Sostenimiento (GEOCONSULT, 1995) ................................................. 28 Tabla 2.9. Dimensin equivalente del Tnel. (GEOCONSULT, 1995) ........................................... 29 Tabla 2.11. Definicin del tipo de excavacin. (Elaboracin propia) ............................................... 37 Tabla 2.12. Medidas de sostenimiento segn tipo de excavacin. (Elaboracin propia) .................. 37 Tabla 3.1. Factores que afectan la viabilidad en la excavacin. (Isakssson, 2002). 39

Tabla 3.2.Indice DRI. (Zare, Drill and Blast Tunnelling Blast Design, 2007) ................................. 46 Tabla 3.3. Longitud de avance promedio segn tipo excavacin. (GEOCONSULT, 1995) ............ 50 Tabla 3.4. Clasificacin de rocas por su volabilidad. (Zare, Drill and Blast Tunnelling Blast Design, 2007) ................................................................................................................................................. 54 Tabla 3.5. Clasificacin de martillos hidrulicos. (Lpez Jimeno, Manual de Tneles y Obras Subterraneas, 1997) ........................................................................................................................... 60 Tabla 3.6. Dimetros tpicos de perforacin. (Lpez Jimeno, Manual de Tneles y Obras Subterraneas, 1997) ........................................................................................................................... 62 Tabla 3.7. Aplicaciones y caractersticas para distintos tipos de explosivo. (GEOCONSULT, 1995) ........................................................................................................................................................... 65 Tabla 3.8. Cantidad de carga de explosivo por metro cbico de roca. (GEOCONSULT, 1995) ..... 66 Tabla 3.9. Concentraciones mximas permisibles. (Manual Tneles de carretera; GEOCONSULT) ........................................................................................................................................................... 69 Tabla 4.1. Sostenimiento recomendado segn el tipo de excavacin. (Elaboracin Propia, 2008). 74

Tabla 4.2. Ventajas y desventajas de los mtodos de proyeccin (Luis Fernandez-Luco, Olga Ro, Joerg Schreyer; Jos L. Rivas, 2006) ................................................................................................ 80 Tabla 4.3. Requerimientos para cemento a emplearse en shotcrete. (Luis Fernandez-Luco, Olga Ro, Joerg Schreyer; Jos L. Rivas, 2006) ................................................................................................ 81 Tabla 4.4. Requerimientos para los agregados a emplearse en shotcrete. (Luis Fernandez-Luco, Olga Ro, Joerg Schreyer; Jos L. Rivas, 2006)................................................................................ 82 Tabla 4.5. Caractersticas de aplicacin hormign lanzado. (GEOCONSULT, 1995) ..................... 84 Tabla 4.6. Porcentaje de rebote segn tipo de proyeccin. (Luis Fernandez-Luco, Olga Ro, Joerg Schreyer; Jos L. Rivas, 2006) .......................................................................................................... 84 Tabla 4.6. Caractersticas colocado bulones. (GEOCONSULT, 1995) ............................................ 89 Tabla 4.7. Caractersticas colocado bulones. (Lpez Jimeno, Manual de Tneles y Obras Subterraneas, 1997) ........................................................................................................................... 90 Tabla 4.8. Caractersticas de perfiles metlicos. (GEOCONSULT, 1995) ....................................... 94


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Tabla 4.9. Caractersticas de aplicacin malla electrosoldada. (GEOCONSULT, 1995) ................. 96 Tabla 4.10. Caractersticas de colocado enfilaje. (GEOCONSULT, 1995) ...................................... 97 Tabla 4.11. Caractersticas de colocado chapa metlica (GEOCONSULT, 1995) ........................... 97 Tabla5.1.Concentraciones mximas permitidas. (Kolymbas, 2005)....101

Tabla 5.2. Aire requerido segn tipo maquinaria. (Kolymbas, 2005) ............................................. 102 Tabla 5.3. Plan de trabajo tipo para obras subterrneas. (Elaboracin propia) ............................... 105 Tabla 6.1.Calculo de VHNR. (Bruland, 1995)113 Tabla 6.2. Valores de D. ( Socit suisse des ingnieurs et des architectes, 1993)......................... 120 Tabla 7.1. Equipo mnimo requerido en una obra subterrnea. (Elaboracin propia)... 135 Tabla 7.2. Plan de trabajo tipo para obras subterrneas. (Elaboracin propia) ............................... 137 Tabla 7.3. Personal comprometido en una obra subterrnea. (Elaboracin propia) ........................ 138 Tabla 7.4. Materiales necesarios para las labores de una obra subterrnea. (Elaboracin propia) . 139 Tabla 8.1. Porcentaje de rebote segn tipo de proyeccin. (Luis Fernandez-Luco, Olga Ro, Joerg Schreyer; Jos L. Rivas, 2006) ........................................................................................................ 153 Tabla 8.2. Valores cualitativos y cuantitativos del DRI. (Bruland, 1995) ..................................... 161 Tabla 8.3. Valores cualitativos y cuantitativos del VHNR. (Bruland, 1995) .................................. 162 Tabla 8.4. Factor de cambio de brocas. (Elaboracin Propia). ....................................................... 163 Tabla 8.5. Longitudes de avance tpicas. (Elaboracin Propia). ..................................................... 170 Tabla 8.6. Equipo requerido para la excavacin. (Elaboracin propia) .......................................... 174 Tabla 8.7. Personal requerido para la obra subterrnea. (Elaboracin propia) ............................... 174 Tabla 8.8. Materiales requeridos para la excavacin. (Elaboracin propia) ................................... 175 Tabla 8.9. Equipo requerido para el hormign lanzado. (Elaboracin propia) ............................... 177 Tabla 8.10. Materiales requeridos para el hormign lanzado. (Elaboracin propia) ...................... 177 Tabla 8.11. Materiales requeridos para malla electosoldada. (Elaboracin propia) ....................... 176 Tabla 8.12. Equipo requerido para pernos de anclaje. (Elaboracin propia) .................................. 178 Tabla 8.13. Materiales requeridos para pernos de anclaje. (Elaboracin propia) ........................... 179 Tabla 8.14. Equipo requerido para enfilaje. (Elaboracin propia) .................................................. 179 Tabla 8.15. Materiales requeridos para enfilaje. (Elaboracin propia) ........................................... 180 Tabla 8.16. Materiales requeridos para cerchas. (Elaboracin propia) ........................................... 180 Tabla 9.1. Tramificacin tnel San Rafael. (Consultora VECTTOR, 1998) .................................. 184 Tabla 9.2. Velocidades de avance segn tipo de excavacin. (Elaboracin propia, adaptado de Consultora VECTTOR, 1998) ........................................................................................................ 184 Tabla 9.3. Cronograma y Presupuesto tnel San Rafael, fase planificacin. (Elaboracin propia) 185 Tabla 9.4. Velocidades de avance segn tipo de excavacin. (Elaboracin propia) ....................... 188 Tabla 9.5. Comparacin de las velocidades de avance. (Elaboracin propia). ............................... 189 Tabla 9.6. Comparacin de los tiempos de ejecucin. (Elaboracin propia). ................................. 189 Tabla 9.7. Costos promedios de excavacin y sostenimiento por metro lineal. (Elaboracin propia). ......................................................................................................................................................... 194 Tabla 9.8. Comparacin de presupuestos para el Tnel San Rafael en planificacin. (Elaboracin propia). ............................................................................................................................................ 195 Tabla 9.9. Comparacin de costos promedio por metro lineal. (Elaboracin propia)..................... 196 Tabla 9.10. Tramificacin tnel San Rafael. (Elaboracin propia) ................................................. 198 Tabla 9.11. Comparacin de tiempos tnel San Rafael concluido. (Elaboracin propia) ............... 203 Tabla 9.12. Presupuesto excavacin para el tnel San Rafael. (AG COPESA MINERVA, 2003) 204


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Tabla 9.13. Presupuesto sostenimiento para el tnel San Rafael. (AG COPESA MINERVA, 2003) ......................................................................................................................................................... 206 Tabla 9.14. Resumen presupuesto obra subterrnea para el tnel San Rafael. (Elaboracin propia) ......................................................................................................................................................... 208 Tabla 9.15. Comparacin del presupuesto tnel san Rafael concluido. (Elaboracin Propia) ....... 212 Tabla 9.16. Precios unitarios tems tnel San Rafael. (Elaboracin propia y adaptacin de AG COPESA MINERVA) .................................................................................................................... 213 Tabla 9.17. Tramificacin del Tnel Cazaderos. (PCA INGENIEROS, 2008) .............................. 214 Tabla 9.18 Tiempo de construccin del Tnel Cazaderos segn consultora. (Elaboracin propia) 215 Tabla 9.19. Comparacin de velocidades de avance para calota tnel Cazaderos. (Elaboracin propia) ............................................................................................................................................. 222 Tabla 9.20. Comparacin de velocidades de avance para destroza tnel Cazaderos. (Elaboracin propia) ............................................................................................................................................. 222 Tabla 9.21. Comparacin tiempos de ejecucin tnel Cazaderos. (Elaboracin propia) ................ 223 Tabla 9.22. Presupuesto de la obra subterrnea del tnel Cazaderos. (PCA INGENIEROS, 2008)223 Tabla 9.23. Costo total estimado para el tnel Cazaderos. (Elaboracin propia) ........................... 228 Tabla 9.24. Precios unitarios tems tnel San Rafael. (Elaboracin propia y adaptacin de PCA Ingenieros) ...................................................................................................................................... 228 Tabla 9.25. Comparacin de presupuestos tnel Cazaderos. (Elaboracin propia y adaptacin de PCA Ingenieros) .............................................................................................................................. 229


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NDICE DE FIGURAS Figura 1.1. Tnel Parajti, Cochabamba. (Elaboracin propia, 2008).. ........................................ 2 Figura 1.2. Tnel San Rafael, La Paz. ................................................................................................. 3 a) En ejecucin (Sevilla Callejo, 2002) ............................................................................................... 3 b) En operacin (Elaboracin propia, 2008) ....................................................................................... 3 Figura 1.3. Tnel La Mamora, Tarija. ................................................................................................. 3 a) En ejecucin (M. Duarte, 2004) ...................................................................................................... 3 b) En operacin (Administradora Boliviana de Carreteras, 2007) ...................................................... 3 Figura 2.1. Ciclo de excavacin. (Elaboracin propia, adaptado de Atlas Copco).. 8

Figura 2.2. La seccin 9.6-5.1 se tiene un ancho de calzada de 8 m, un galibo de 5.1 m. (Elaboracin propia, 2008) ............................................................................................................... 11 Figura 2.3. La seccin 9.6-5.1 se tiene un ancho de calzada de 8 m, un galibo de 5.5 m. (Elaboracin propia, 2008) ............................................................................................................... 12 Figura 2.4. Partes caractersticas de un tnel vial. (Norwegian Public Roads Administration, 2004). ........................................................................................................................................................... 13 Figura 2.5. Metodologa de diseo de tneles. (Elaboracin propia) ................................................ 16 Figura 2.6. Caracterizacin del macizo rocoso en funcin de fracturamiento y condiciones de las juntas. (Hoek, 2006) .......................................................................................................................... 25 Figura 2.7. Sostenimiento recomendado segn Bartn. (GEOCONSULT, 1995) ............................ 30 Figura 2.8. Modelizacin de la curva caracterstica de una excavacin. (Lpez Jimeno, 1997) ...... 33 Figura 2.9. Modelizacin de la curva caracterstica del sostenimiento. (Lpez Jimeno, 1997) ........ 35 Figura 2.10. Determinacin grfica del punto de equilibrio de una excavacin. (Lpez Jimeno, 1997) ................................................................................................................................................. 36 Figura 3.1. Relacin entre costo y longitud del tnel para diferentes mtodos. (Isakssson, 2002) 40 Figura. 3.2. Sistemas de avance tpicos (Lpez Jimeno, Manual de Tneles y Obras Subterraneas, 1997) ................................................................................................................................................. 42 Figura 3.3. Tipos de Banqueo. (Lpez Jimeno, Manual de Tneles y Obras Subterraneas, 1997) .. 43 Figura 3.4. Ciclo de excavacin. (Elaboracin propia, adaptado de Atlas Copco) ........................... 44 Figura 3.5. Excentricidad al fondo de los barrenos de contorno. (Zare, Drill and Blast Tunnelling, 2007). ................................................................................................................................................ 45 Figura 3.6.Ensayo de friabilidad. (Bruland, 1995) ............................................................................ 47 Figura 3.7. Ensayo Sievers. (Bruland, 1995) .................................................................................... 48 Figura 3.8. Determinacin del DRI. (Bruland, 1995) ....................................................................... 49 Figura 3.9. Patrn de perforacin, corte abanico. (Lpez Jimeno, Manual de Tneles y Obras Subterraneas, 1997) ........................................................................................................................... 51 Figura 3.10. Patrn de perforacin, corte en V. (Lpez Jimeno, Manual de Tneles y Obras Subterraneas, 1997) ........................................................................................................................... 52 Figura 3.11. Patrn de perforacin, corte de barrenos paralelos. (Lpez Jimeno, Manual de Tneles y Obras Subterraneas, 1997) ............................................................................................................. 53 Figura 3.12. Ejemplo de roca con mala volabilidad. (Hoek, 2006) .................................................. 55 Figura 3.13. Ejemplo de roca con buena volabilidad. (Hoek, 2006) ................................................. 55 Figura 3.14. Nmero de barrenos de dimetro 45 mm, excluyendo barrenos de expansin, con longitud de avance 5 m, Factor de correccin K, para diferentes longitudes. (Zare, Drill and Blast Tunnelling Blast Design, 2007) ........................................................................................................ 56


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Figura 3.15. Nmero de barrenos de dimetro 64 mm, excluyendo barrenos de expansin, con longitud de avance 5 m, Factor de correccin K, para diferentes longitudes. (Zare, Drill and Blast Tunnelling Blast Design, 2007) ........................................................................................................ 57 Figura 3.16. Patrn de barrenado. (T.M. Megaw & J.V. Bartlett, 1988) .......................................... 58 Figura 3.17. rea necesaria para barrenos de expansin para cueles paralelos. (Zare, Drill and Blast Tunnelling, 2007) .............................................................................................................................. 59 Figura 3.18. Mecanismo de los jumbos. (Lpez Jimeno, Manual de Tneles y Obras Subterraneas, 1997) ................................................................................................................................................. 61 Figura 3.19. Martillo y Sarta de perforacin. (Lpez Jimeno, Manual de Tneles y Obras Subterraneas, 1997) ........................................................................................................................... 63 Figura 3.20. Tipos de detonadores elctricos: a) Detonador elctrico instantneo. b) Detonador elctrico temporizado. (Lpez Jimeno, Manual de Tneles y Obras Subterraneas, 1997) ............... 67 Figura 3.21. Preparacin del cartucho, y colocado dentro del barreno. (Lpez Jimeno, Manual de Tneles y Obras Subterraneas, 1997) ................................................................................................ 68 Figura 3.22. Mecanismo de carga, cargadoras de volteo. (Lpez Jimeno, Manual de Tneles y Obras Subterraneas, 1997) ................................................................................................................ 71 Figura 4.1.Proyeccin por va seca. (Lpez Jimeno, Manual de Tneles y Obras Subterraneas, 1997) ...77 Figura 4.2.Proyeccin por va hmeda. (Lpez Jimeno, Manual de Tneles y Obras Subterraneas, 1997) ................................................................................................................................................. 79 Figura 4.3.Principio de accin del buln. (Lpez Jimeno, Manual de Tneles y Obras Subterraneas, 1997) ................................................................................................................................................. 85 Figura 4.4.Anclajes de bloques. (Lpez Jimeno, Manual de Tneles y Obras Subterraneas, 1997) 86 Figura 4.5. Sistemas de Anclajes. (Lpez Jimeno, Manual de Tneles y Obras Subterraneas, 1997) ........................................................................................................................................................... 87 Figura 4.6. Anclaje con elevada presin de contacto. (Lpez Jimeno, Manual de Tneles y Obras Subterraneas, 1997) ........................................................................................................................... 88 Figura 4.7. Caractersticas geomtricas de las cerchas TH. (GEOCONSULT, 1995) ...................... 92 Figura 4.8. Grapas de unin para cerchas TH. (Lpez Jimeno, Manual de Tneles y Obras Subterraneas, 1997) ........................................................................................................................... 93 Figura 4.9. Caractersticas de las cerchas HEB. (GEOCONSULT, 1995) ....................................... 93 Figura 4.10. Cerchas reticulares. (GEOCONSULT, 1995) ............................................................... 94 Figura 5.1. Smbolos para el diseo de ventilacin. (Kolymbas, 2005).. 103 Figura 6.1. Proporcin de tiempo de trabajo total dedicado a varias operaciones. (Isakssson, 2002) ......................................................................................................................................................... 108 Figura 6.2. Tiempo del equipo, para perforacin, carga y voladura en funcin de la seccin y los mtodos de carga. (Zare, Drill and Blast Tunnelling Advance Rate, 2007) ................................... 109 Figura 6.4. Velocidad de penetracin neta, funcin del dimetro del barreno. (Zare, Drill and Blast Tunnelling Advance Rate, 2007) .................................................................................................... 111 Figura 6.5. Tiempo de movimiento por barreno. (Zare, Drill and Blast Tunnelling Advance Rate, 2007) ............................................................................................................................................... 112 Figura 6.6. Tiempo de vida de las brocas, funcin del VHNR. (Zare, Drill and Blast Tunnelling Advance Rate, 2007) ....................................................................................................................... 114 Figura 6.7. Factor por falta de simultaneidad, funcin de la seccin del tnel, velocidad de penetracin y nmero de martillos por operador. (Zare, Drill and Blast Tunnelling Blast Design, 2007) ............................................................................................................................................... 115


xiv

Figura 6.8.Tiempo de carga, para longitud de perforacin de 5 mt. ANFO representa a explosivos de cartucho. (Zare, Drill and Blast Tunnelling Advance Rate, 2007) ............................................. 118 Figura 6.9.Tiempo de ventilacin, funcin de la seccin del tnel. (Zare, Drill and Blast Tunnelling Advance Rate, 2007) ....................................................................................................................... 119 Figura 6.10. Sobrerotura. ( Socit suisse des ingnieurs et des architectes, 1993) ....................... 120 Figura 6.11.Tiempo para equipo de carga y acarreo, funcin de la seccin del tnel. (Zare, Drill and Blast Tunnelling Advance Rate, 2007) ........................................................................................... 122 Figura 6.12.Tiempo de saneo, funcin de la seccin del tnel. (Zare, Drill and Blast Tunnelling Advance Rate, 2007) ....................................................................................................................... 124 Figura 6.13.Grfica de avance para un tnel. (Elaboracin propia) ................................................ 131 Figura 7.1. Formulario B2 de clculo de precios unitarios. (Zabaleta Jordn, 2007) 134 Figura 7.2. Planilla de clculo de costos horarios de los equipos. (Elaboracin propia) ................ 136 Figura 8.1. Formulario de Datos de entrada. (Elaboracin propia)..147 Figura 8.2. Formulario de Datos tramificacin. (Elaboracin propia) ............................................ 151 Figura 8.3. Formulario de Datos de entrada maquinaria. (Elaboracin propia) .............................. 154 Figura 8.4. Formulario de Datos de entrada mano de obra. (Elaboracin propia) .......................... 155 Figura 8.5. Formulario de Datos de entrada, materiales. (Elaboracin propia) .............................. 156 Figura 8.6. Formulario de Datos de entrada, factores de clculo presupuesto. (Elaboracin propia) ......................................................................................................................................................... 156 Figura 8.7. Formulario de clculo de voladura calota. (Elaboracin propia) .................................. 158 Figura 8.8. rea necesaria y nmero de barrenos de expansin. (Zare, Drill and Blast Tunnelling Blast Design, 2007) ......................................................................................................................... 160 Figura 8.9. Factor de cambio de brocas (Zare, Drill and Blast Tunnelling Blast Design, 2007) .... 163 Figura 8.10. Formulario de voladura calota. (Elaboracin propia) ................................................. 164 Figura 8.11. Formulario de resumen voladura. (Elaboracin propia) ............................................. 169 Figura 8.12. Formulario presupuesto general, tipo I, II. (Elaboracin propia) ............................... 172 Figura 8.13. Formulario presupuesto general, tipo III, IV. (Elaboracin propia) ........................... 173 Figura 8.14. Formulario resumen presupuesto general. (Elaboracin propia) ................................ 181 Figura 9.1. Perfil longitudinal del Tnel San Rafael. (Servicio Nacional de Caminos, 2003) 183 Figura 9.2. Datos de entrada para el Tnel San Rafael, en planificacin. (Elaboracin propia) .... 185 Figura 9.3. Datos de tramificacin para el Tnel San Rafael, en planificacin. (Elaboracin propia) ......................................................................................................................................................... 186 Figura 9.4. Anlisis del ciclo de perforacin voladura para calota para el Tnel San Rafael, segn programa de estimaciones. (Elaboracin propia) ............................................................................ 187 Figura 9.5. Anlisis del ciclo de perforacin voladura para destroza para el Tnel San Rafael, segn programa de estimaciones. (Elaboracin propia) ............................................................................ 187 Figura 9.6. Resumen de los tiempos de ejecucin de la obra subterrnea para el Tnel San Rafael, segn programa de estimaciones (Elaboracin propia) ................................................................... 188 Figura 9.7. Presupuesto obra subterrnea para el Tnel San Rafael tipos de excavacin I y II, segn programa de estimaciones (Elaboracin propia) ............................................................................. 191 Figura 9.8. Presupuesto obra subterrnea para el Tnel San Rafael tipos de excavacin III y IV, segn programa de estimaciones (Elaboracin propia) ................................................................... 192 Figura 9.9. Presupuesto obra subterrnea para el Tnel San Rafael tipos de excavacin V y VI, segn programa de estimaciones (Elaboracin propia) ................................................................... 193 Figura 9.10. Resumen del Presupuesto obra subterrnea para el Tnel San Rafael, segn programa de estimaciones (Elaboracin propia) ............................................................................................. 194


xv

Figura 9.11. Costos de Excavacin y sostenimiento segn tipo de excavacin y seccin del tnel. (Hoek, 2001) ................................................................................................................................... 196 Figura 9.12. Labor de perforacin y voladura durante la construccin del Tnel San Rafael. (Tunnelbuilder, 2002) ..................................................................................................................... 199 Figura 9.13. Datos de entrada para el tnel San Rafael, ejecutado. (Elaboracin propia) .............. 200 Figura 9.14. Datos de tramificacin para el tnel San Rafael, ejecutado (Elaboracin propia) ..... 200 Figura 9.15. Tiempos de ejecucin de ciclos, calota para el tnel San Rafael. , ejecutado (Elaboracin propia) ....................................................................................................................... 201 Figura 9.16. Tiempos de ejecucin de ciclos, destroza para el tnel San Rafael. , ejecutado (Elaboracin propia) ....................................................................................................................... 202 Figura 9.17.Resumen de Estimacin de tiempos para el tnel San Rafael. (Elaboracin propia) .. 203 Figura 9.18. Datos de presupuesto y costos para tipo I y II para el tnel San Rafael. (Elaboracin propia) ............................................................................................................................................. 209 Figura 9.19. Costos para tipo III y IV para el tnel San Rafael. (Elaboracin propia) ................... 210 Figura 9.19. Costos para tipo V y VI para el tnel San Rafael. (Elaboracin propia) .................... 211 Figura 9.20. Resumen del presupuesto para el tnel San Rafael. (Elaboracin propia) ................. 212 Figura 9.21. Datos de entrada para el Tnel Cazaderos. (Elaboracin propia) ............................... 216 a) Frente 1 ....................................................................................................................................... 216 b) Frente 2 ....................................................................................................................................... 216 Figura 9.22. Datos de Tramificacin para el Tnel Cazaderos. (Elaboracin propia) .................... 217 a) Frente 1 ....................................................................................................................................... 217 b) Frente 2 ....................................................................................................................................... 217 Figura 9.23. Anlisis del ciclo de excavacin de la calota para Tnel Cazaderos. (Elaboracin propia) ............................................................................................................................................. 218 Figura 9.24. Anlisis del ciclo de excavacin de la destroza para el Tnel Cazaderos. (Elaboracin propia) ............................................................................................................................................. 219 Figura 9.25. Estimacin de tiempos para ambos frentes del Tnel Cazaderos. (Elaboracin propia) ......................................................................................................................................................... 221 a) Frente 1 ....................................................................................................................................... 221 b) Frente 2 ....................................................................................................................................... 221 Figura 9.26. Datos de presupuesto y costos para tipo I y II para el tnel Cazaderos. (Elaboracin propia) ............................................................................................................................................. 225 a) Frente 1 ....................................................................................................................................... 225 b) Frente 2 ....................................................................................................................................... 225 Figura 9.27. Costos para tipo III y IV para el tnel Cazaderos. (Elaboracin propia) .................... 226 a) Frente 1 ....................................................................................................................................... 226 b) Frente 2 ....................................................................................................................................... 226 Figura 9.28. Costos para tipo V y VI para el tnel Cazaderos. (Elaboracin propia) ..................... 227 a) Frente 1 ....................................................................................................................................... 227 b) Frente 2 ....................................................................................................................................... 227 Figura 9.29. Resumen del presupuesto para el tnel Cazaderos. (Elaboracin propia) .................. 228 a) Frente 1 ....................................................................................................................................... 228 b) Frente 2 ....................................................................................................................................... 228


xvi

INDICE DE ANEXOS

ANEXO 1. TIPOS DE CUELES

ANEXO 2. PLANILLAS DE CLCULO DE MAQUINARIA

ANEXO 3. PATRN DE PERFORACIN PARA DESTROZA

ANEXO 4. DATOS TNEL SAN RAFAEL

ANEXO 5. DATOS TNEL CAZADEROS


1

CAPTULO 1.

INTRODUCCIN

1.1. ANTECEDENTES

Las vas camineras de nuestro pas han sido desarrolladas en su mayora con soluciones a

cielo abierto, esto muestra el criterio conservador imperante en los diseos y construccin

de redes carreteras, a pesar que se presentan las condiciones orogrficas y geolgicas

idneas en muchos tramos camineros de nuestro pas para la introduccin de proyectos con

soluciones que involucren la realizacin de obras subterrneas (tneles), que permitan

acortar distancias, aumentar las velocidades de circulacin, y disminuir el desgaste de los

componentes de los vehculos. Es decir que la relacin costo/beneficio desde una

perspectiva socioeconmica en muchos casos justificara la eleccin de un proyecto que

contemple la elaboracin de un tnel vial.

Los referentes actuales que se tienen en el pas muestran que tneles, principalmente los

mas antiguos, han sido realizados con tcnicas elativamente empricas, en el sentido

constructivo, puesto que estos primeros tneles no contaban con revestimiento hasta hace

poco, lo que nos permite intuir que los macizos atravesados tienen un comportamiento

competente. Recientemente se ha visto conveniente revestir estos tneles con hormign

lanzado ya que los mtodos de construccin y experiencias desarrolladas y estudiadas

recomiendan realizar este revestimiento a fin de dar una sensacin de seguridad, estabilizar

el frente y mejorar el aspecto esttico de la obra.

El desarrollo de los mtodos de construccin han sido producto de la sntesis de

experiencias y del desarrollo de la mecnica de rocas, cada mtodo ha adquirido

caractersticas particulares de acuerdo al pas en el que se ha desarrollado. En nuestro

Bolivia a partir de la construccin de los tneles del tramo Cochabamba Chimor en 1988

las labores de perforacin y sostenimiento han sido desarrollado en conformidad con

metodologas sistemticas para la ejecucin de estas actividades, actualmente el Nuevo

Mtodo Austriaco de perforacin de tneles (NAMT), es globalmente empleado, es parte

fundamental de este mtodo el sostenimiento temprano, considerando a este como parte


2

fundamental del xito del avance (cada frente es perforado y sostenido a la brevedad

posible), permitiendo tener control de las deformacin y dando al mtodo de perforacin un

carcter proactivo.

La tabla 1.1 muestra un resumen de los tneles que se ha ejecutado hasta la fecha en

nuestro pas, podemos notar que en su mayora se trata de tneles cortos en relacin a

experiencias forneas, siendo el referente de mayor longitud en la actualidad el tnel San

Rafael (carretera Cotapata Santa Brbara) con 1380 m de longitud.

Tabla 1.1. Tneles ejecutados, Bolivia. (Elaboracin propia)

Tramo Cant. Descripcin del tnel

Longitud (m)

Ao de ejecucin

Costo proyecto US$ *

Cochabamba Chimor 2

Parajti Locotal

475 153

1988 1988

- -

Cotapata Sta Brbara

2

San Rafael Sta Ana

1380 151.5

2006 2006

24840,161 -

Tarija Bermejo La Mamora Emborozu Emborozu El Limal

1 3 1

Falso tnel Alarache**

170 250 765 243 230

2005 2005 2005 2005 2005

2448,639 - - - -

* El costo no ha sido actualizado **Este falso tnel colapso al ao y tres meses de su entrega.

Figura 1.1. Tnel Parajti, Cochabamba. (Elaboracin propia, 2008)


3

a) b) Figura 1.2. Tnel San Rafael, La Paz. a) En ejecucin (Sevilla Callejo, 2002)

b) En operacin (Elaboracin propia, 2008)

a) b) Figura 1.3. Tnel La Mamora, Tarija.

a) En ejecucin (M. Duarte, 2004) b) En operacin (Administradora Boliviana de Carreteras, 2007)

Recientemente se est considerando la introduccin de tneles viales, en diferentes tramos

carreteros de nuestro pas, lo cual indica que se est promoviendo el desarrollo de la

ingeniera de tneles en nuestro pas, estos proyectos podrn encontrar bases para sus

proyecciones aprovechando la informacin que se dispone de las experiencias y

metodologas extranjeras, siempre y cuando se adecuen a las condiciones de nuestro medio


4

y se sometan a un anlisis las soluciones posibles a fin de contar con una solucin

coherente, real y justificada. Dicho esto concluimos que se hace necesario compatibilizar y

adecuar estas experiencias a las circunstancias tecnolgicas y econmicas presentes en

nuestro medio.

Los tneles que se han proyectado recientemente en el pas se indican en la tabla 1.2, de la

misma y la tabla 1.1 podemos notar que los tneles en nuestro pas (lo ejecutado y lo

proyectado) no sern de longitudes superiores a 2.5 km, lo cual determina a priori que se

dar continuidad al empleo del mtodo de perforacin y voladura, esta eleccin ser

demostrada en el capitulo 3.

Tabla 1.2. Tneles proyectados, Bolivia. (Elaboracin propia)

Tramo Cantidad Descripcin deltnel

Longitud proyectada(m)

Potos Tarija 1 La Queua 1000 Ipati Monteagudo 1 Incahuasi 1229 El Sillar 2 Cristal Mayu

Jordn Mayu 570 1145

Padilla Monteagudo 2 Cazaderos Cazaderitos

2152 1247

Cndores 2 Cndor 1 Cndor 2

251 595.1

Campo pajoso Carapar 1 Aguarague 1200 Cochabamba Sacaba 1 El Abra 460 Santa Brbara Quiquibey 1 Challa 264

Los tiempos y costos de los proyectos enumerados en la tabla han sido estimados de

acuerdo a diferentes metodologa, cada una particular para las mencionadas estimaciones,

en funcin a criterios propios de cada empresa encargada del diseo, pero aprovechando

tanto el desarrollo y perfeccionamiento que se tienen actualmente respecto a tema, como el

crecimiento de proyectos de transporte que ahora estn implementando tneles viales como

nuevas alternativas dentro de los mismos, se puede plantear la generacin de un mtodo

estndar para obtener estimaciones rpidas y precisas. Con las cuales se podr realizar un

estudio de la viabilidad del proyecto y el anlisis de los riesgos respectivo.

As obteniendo datos que reflejan las particularidades propias de nuestro medio, realizando

ajustes de los estudios y configurando una metodologa de clculo solo quedara pendiente


5

el concretar una herramienta de apoyo que otorgue rpidamente una muy buena

aproximacin de los costos y tiempos finales en la ejecucin de un tnel vial, y con estos

resultados se podr realizar el anlisis tcnico econmico del proyecto, el mismo que

permitir determinar las variaciones ms sensibles en un proyecto especifico, replantear el

proyecto con las variaciones probables.

Si se logra obtener una metodologa de estimacin de tiempo y costo se podr reducir

notablemente el tiempo empleado en el diseo de perforacin y voladura, y sostenimiento,

y la probabilidad de error en el diseo de un proyecto de transporte en general. Lo que

finalmente permitir realizar un dimensionamiento tcnico econmico real, escoger la

mejor alternativa, estimar tiempos, obtener una estimacin de costos, personal y equipo que

se podra utilizar.

1.2. JUSTIFICACIN.-

Se hace necesario disponer de una herramienta que permita estimar efectivamente y

eficazmente los tiempos de ejecucin y costos en la construccin de tneles viales,

especficamente la perforacin, voladura y sostenimiento, que son variables criticas en el

proceso de diseo y de estimacin de de tiempos y costos, con esta metodologa se podr

optimizar el tiempo de diseo y obtener un presupuesto y cronograma bastante precisos.

Lgicamente que los resultados requieren que se garantice y se ponga mayor atencin a los

estudios y determinaciones previas las cuales determinan resultados ptimos y confiables.

Todo este dado que en el medio se han introducido proyectos de este tipo y no se dispone

de herramientas para facilitar y optimizar su diseo y ejecucin.

Para mejorar y efectivizar los procesos de diseo, perforacin, voladura y mantenimiento

de los tneles y obras subterrneas, se han realizado una serie de estudios e investigaciones

que han permitido contar con datos experimentales, empricos y estadsticos.


6

1.3. OBJETIVOS 1.3.1. OBJETIVO GENERAL

Descripcin de una metodologa estndar de estimacin, para la programacin de costos y

tiempos para la excavacin de tneles viales, en funcin a parmetros determinados de

antemano para cada caso en particular, que se convierta en una herramienta sencilla y de

rpida aplicacin, para la toma de decisiones en el diseo de Tneles.

1.3.2. OBJETIVOS ESPECFICOS

Realizar una revisin bibliogrfica

Descripcin de la metodologa de diseo de la excavacin y sostenimiento de un

tnel

Seleccionar metodologas apropiadas para estimacin de tiempos y costos.

Aplicar la metodologa a dos casos:

1. Caso I: Proyecto Realizado.

2. Caso II: Proyecto en planificacin.


7

CAPTULO 2.

DISEO GEOTCNICO DE TNELES

2.1. INTRODUCCION

Es necesario definir un mtodo constructivo para la ejecucin del tnel, dentro de estos se

tienen desarrollados a nivel mundial una variedad de acuerdo a las caractersticas de cada

pas en el que se ha desarrollado por citar aluno tenernos: el mtodo noruego, mtodo

ingls, mtodo espaol, mtodo austriaco.

Entre los diversos mtodos de diseo y construccin de tneles destacamos el Nuevo

Mtodo Austriaco de perforacin de tneles (NATM), al tratarse de un mtodo de gran

versatilidad.

Segn Whittaker y Frith, este mtodo es un sistema de construccin que abarca todos

aquellos elementos relevantes, incluyendo la ejecucin o apertura, la retirada de escombros,

el sostenimiento etc. de acuerdo con la figura 2.1. El NATM plantea al hormign lanzado

como soporte primario, es decir que el sostenimiento primario se realiza inmediatamente

finalizada la voladura del frente. El principio fundamental del NATM es que el subsuelo es

participe de la funcin portante, por lo tanto si existe una deformacin se activa la

resistencia al corte, entonces se debe proveer al subsuelo de un confinamiento radial

(sostenimiento primario). El monitoreo es una parte integrante del NATM, por lo cual la

instrumentacin se ha convertido en parte elemental en el diseo de tneles.


8

Figura 2.1. Ciclo de excavacin. (Elaboracin propia, adaptado de Atlas Copco).

El sostenimiento requerido en tneles viales depender del tipo de las caractersticas del

macizo que se ha de atravesar, pero principalmente se debe considerar que en los tneles

viales la roca sobresalida (no volada) dentro del perfil terico del tnel no se permite

(underprofile). Es as que se debe de incrementar la seccin terica alrededor de 0.15m en

el contorno para garantizar una suficiente seccin. Adems la sobrerotura (overbreak),

debe ser rellenada con hormign lanzado para garantizar un perfil uniforme y esttico a lo

largo del tnel, este aspecto se explica con mayor detalle en el Capitulo 4 Medidas de

Sostenimiento.

2.2. CLASIFICACIN DE LOS TNELES VIALES

Segn el manual de carreteras publicado por la Administradora Boliviana de Carreteras

(2007) los tneles viales pueden ser clasificados por diferentes criterios dentro los cuales se

tienen:

Clasificacin segn ubicacin: Pudiendo definirse como:


9

1. Rurales: ubicados fuera del entorno urbano, por lo general destinados a

atravesar obstculos fsicos tales como montaas, cuerpos de agua.

2. Urbanos: Emplazados dentro de los lmites de la cuidad.

Clasificacin segn caractersticas constructivas: se pueden definir como: 1. Tneles en roca (normalmente a travs de cordones de cerros.)

2. Tneles en suelo: (normalmente urbanos)

3. Falsos tneles (construidos en hormign armado y luego cubiertos por suelo.

Generalmente se construyen antes de la entrada a los tneles de roca, para

proteger a los vehculos de la cada de clastos)

4. Trincheras cubiertas (estructuras de hormign armado de seccin

rectangular, construidas en suelo y luego tapadas)

5. Cobertizos (estructuras de hormign de seccin rectangular construidos en

zonas montaosas para proteger a los vehculos de las avalanchas de nieve o

de los desprendimientos de bloques de roca.

Clasificacin segn clima y altitud: toda obra localizada en altura considerable y en un clima lluvioso o sectores con filtraciones mayores requerir el diseo de

canaletas conductoras evacuadoras de agua. La ubicacin geogrfica determinar la

posibilidad de congelamiento de aguas escurrentes o infiltradas a la obra.

Clasificacin segn flujo vehicular, longitud y equipamiento: Se clasifican las obras dentro de cuatro categoras A, B, C1 y C2.


10

Tabla 2.1. Equipamiento mnimo segn categora de tnel. (Administradora Boliviana de Carreteras, 2007)

2.3.SECCIN DEL TUNEL

Una vez clasificado el tnel se debe procede a la eleccin de la seccin del tnel llamada

tambin perfil, es importante esta eleccin ya que de la seccin del tnel depender la

funcionabilidad del mismo, costo de construccin, tiempo de construccin, entre otros.

Los valores tpicos de seccin transversal se dan en funcin del tipo de tnel (tabla 2.1).

Tabla 2.2. Secciones tpicas. (Kolymbas, 2005) SECCIN TRANSVERSAL TPICA REA (M2)

Desage. 10

Tneles hidroelctricos 10-30

Frreo 50

Metro 35

Carretera de una va 50

Carretera de dos vas 80-100

La seccin del tnel, debe tener el ancho suficiente para que se crucen dos camiones con un

adecuado rango de seguridad (Manual de carreteras, ABC), y adems tener espacio

necesario para el equipamiento de la carretera y las instalaciones tcnicas. La seccin del


11

tnel se debe disear de acuerdo a las caractersticas de la carretera en la apertura,

considerando la capacidad de trfico esperado, medidas de seguridad, zonas de parqueo,

alineamientos verticales y horizontales.

Las regulaciones para cada diseo varan dependiendo de cada pas. Actualmente en

nuestro pas se dispone de parmetros especificados en el manual de carreteras de la ABC,

donde se dan algunos rangos y recomendaciones, a partir de esto se est buscando

estandarizar secciones tpicas para tneles viales. Actualmente se est trabajando con dos

tipos de secciones, denotadas de la siguiente manera: Boliviana 9.6-5.5 y Boliviana 9.6-5.1,

estas han sido diseadas de acuerdo a las caractersticas viales que tenemos en nuestro

pas. En las figuras 2.2 y 2.3 se pueden apreciar las caractersticas de cada una de las

secciones.

Figura 2.2. La seccin 9.6-5.1 se tiene un ancho de calzada de 8 m, un galibo de 5.1 m. (Elaboracin propia, 2008)


12

Figura 2.3. La seccin 9.6-5.1 se tiene un ancho de calzada de 8 m, un galibo de 5.5 m.

(Elaboracin propia, 2008)

Segn el Manual de Carreteras de la ABC las condiciones mnimas de diseo para un tnel

son:

Galibo vertical: 5 m o mayor Ancho de carriles: 3.5 a 4 m por carril Bermas: 0.5 m cada lado de la calzada. Aceras laterales: 0.75 a 0.85. pueden adoptarse excepciones justificadas. Pendiente transversal nica: 2%

Referente al alineamiento algunos aspectos deben de considerarse: caractersticas

geotcnicas, trfico, problemas hidrolgicos y de riesgos. El principal propsito es

caracterizar el macizo que se ha va a atravesar, a fin de evitar en lo posible roca mala y

agua subterrnea adversa. La eleccin del alineamiento depende tambin del mtodo de


13

excavacin (mtodos convencionales o con maquinaria). No debemos dejar de lado otros

aspectos importantes:

1. Cobertura: Se debe tener suficiente cobertura para evitar asentamientos superficiales y el colapso del frente de excavacin.

2. Pendiente longitudinal: se tienen las siguientes limitaciones:

Tabla 2.3. Pendientes longitudinales. (Kolymbas, 2005) Pend. S (%)

Tipo De Tnel

Observaciones

> 0.2-0.5

Desage

< 2 Frreo


14

Adems de lo ya mencionado algunos parmetros que se consideran en el diseo de tneles

viales son:

Capacidad: la capacidad de trfico depende del ancho de va, el porcentaje de vehculos pesados, la inclinacin longitudinal entre otros. La capacidad de trfico en

los tneles aparecen ligeramente mayores que en la seccin abierta del tramo

caminero, dado que se debe considerar un incremento de concentracin de

conductores dentro los tneles.

Anchuras: en lneas de trfico, el ancho promedio es 3.5 mt, el ancho de las lneas de marca deben ser mayores o guales a 15 cm. Por razones de seguridad el ancho de

la calzada debe ser mayor o igual a 8.5 mt, para garantizar que un vehculo pueda

sobrepasar otro detenido sin interrumpir completamente el trafico en direccin

opuesta.

Vas de salida de emergencia para peatones (walkaway): es utilizada por personal, o por personas en caso de sufrir algn incidente.

2.4.MODELO GEOLGICO Y GEOTCNICO

Para un proyecto de tnel es importante el conocimiento del terreno por el cual va a

discurrir el mismo. De las caractersticas de la roca depender el mtodo de excavacin, la

cuanta de sostenimiento a colocar, las medidas de impermeabilizacin que se empleen, el

nivel de riesgo se ve directamente afectado por las condiciones geolgicas del macizo que

se ha de atravesar; despus de estas consideraciones, se concluye que el trazado mismo

est condicionado por las caractersticas geolgicas de los materiales atravesados.

Los objetivos bsicos que debe cumplir un estudio geolgico geotcnico previo a la

construccin de un tnel son los siguientes:

Definir las caractersticas fsicas del terreno que va a ser atravesado: litologa, estructura, presencia de agua.

Definir los parmetros que caracterizan el terreno: resistencia a compresin simple, cohesin, rozamiento, permeabilidad, ndice de volabilidad.


15

Definir la aptitud del terreno en orden a la construccin de un tnel, generalmente en base a la experiencia, y ofrecer criterios bsicos a utilizar por el diseador:

mtodo constructivo, sostenimiento, medidas especiales.

Expresar el grado de incertidumbre que se mantiene despus del estudio, en funcin del grado de definicin de ste, en relacin con todo lo anterior.

La metodologa empleada para el diseo de tneles suele seguir la secuencia que muestra la

figura 2.5.


16

Figura 2.5. Metodologa de diseo de tneles. (Elaboracin propia)

Podemos tener una idea completa de todos los medios de investigacin usados

habitualmente, junto con la informacin que se extrae de cada uno de ellos limitando en

este caso a los tneles de carretera excavados en roca.


17

2.4.1. RECOPILACIN DE INFORMACIN

El terreno subterrneo es vastamente desconocido, por lo que puede ocultar muchas

sorpresas desagradables, por lo cual una detallada investigacin in situ es requerida no solo

con propsitos tcnicos, sino tambin para determinar regulaciones contractuales para las

partes involucradas en la construccin de una obra subterrnea. Es por ello que toda la

informacin que se tenga de la zona de emplazamiento debe ser compilada y estudiada a

detalle.

La tabla 2.4 nos muestra los medios empleados para recopilar informacin.

Tabla 2.4. Medios de investigacin usuales (GEOCONSULT, 1995)

RECONOCIMIENTOS PREVIOS Medio Informacin

Estudio de la literatura existente

Geologa general de la zona. Historia geolgica tectnica de los materiales. Problemas geotectnicos ocurridos en obras cercanas o similares. Posibles datos de sondeos, ensayos, etc. en zonas cercanas o de caractersticas similares.

Fotografas Areas

Geomorfologa de la zona. Topografa, drenaje superficial, vegetacin. Grandes deslizamientos, fallas y pliegues

Geologa de Superficie

Litologa, alteracin de la roca, presencia de agua Tectnica de detalle: pliegues y fallas. Anlisis de las juntas de M. R.: orientacin, relleno, separacin, etc.

2.4.2. INVESTIGACIONES DE CAMPO

Las principales actividades que se realizan en la zona de emplazamiento de un tnel van

encaminadas a determinar parmetros que permitan definir el comportamiento de macizo

rocoso. Los principales medios se resumen en la siguiente tabla.

Tabla 2.5. Medios de investigacin usuales (GEOCONSULT, 1995)

GEOFSICA Medio Informacin

Ssmica de Refraccin

Profundidad de la roca sana y alterada. Deteccin de grandes fallas. Obtencin del mdulo dinmico y el de propagacin de las ondas ssmicas en el terreno.


18

Ssmica de reflexin, gravimetra, magnetometra, etc.

Deteccin de cavidades.

Deteccin de concentraciones metlicas. Diagrafas en sondeos: neutrn, snica, ssmica, gamma-Gamma, termografa, Elctrica

Estratificacin. Litologa, densidad, alteracin y porosidad de la roca. Posibles cavidades, presencia de agua. Mdulos dinmicos y velocidad de ondas ssmicas.

SONDEOS Y ENSAYOS IN SITU Medio Informacin

Testificacin del sondeo

Litologa y estratificacin a la cota del tnel Juntas: buzamiento, relleno, orientacin Presencia de agua Obtencin de roca para ensayar Obtencin de parmetros del M.R.: RQD, recuperacin del testigo, grado de alteracin etc. Anlisis de las juntas de M. R.: orientacin, relleno, separacin, etc.

Placa de carga, ensayos de corte

Mdulo de elasticidad, cohesin y rozamiento de la oca y las juntas

Flat-jack, Overcoring Tensiones naturales del M.R. Lugeon Permeabilidad del M.R. Presimetro Mdulo de deformacin de la roca

ENSAYOS DE LABORATORIO Medio Informacin

Lmina delgada, anlisis qumicos Composicin mineralgica de la roca

C.s., triaxial, corte directo, franklin

Mdulo de elasticidad, coef.de Poisson Parmetros de resistencia: R.C.S., cohesin, rozamiento, resistencia a traccin

Densidad, humedad, porosidad

Densidad Contenido de agua

Cerchar, sehudes, Desgaste de Los ngeles

Abrasividad Durabilidad de la roca

GALERIAS DE RECONOCIMIENTO Medio Informacin

Excavacin y Auscultacin

Comportamiento de M.R. a escala real Deduccin de parmetros de la roca por retroanlisis de los resultados de auscultacin


19

2.4.3. CLASIFICACIN DEL MACIZO ROCOSO

Las clasificaciones geomecnicas permiten crear notaciones que sustenten la comunicacin

entre ingenieros y gelogos, determinar regiones homogneas del macizo rocoso con

propiedades ms o menos constantes, crear la posibilidad de transferir experiencias desde

un lugar a otro.

Las clasificaciones geomecnicas tienen por objeto caracterizar un determinado macizo

rocoso en funcin de una serie de parmetros a los que se les asigna un cierto valor. Por

medio de la clasificacin se llega a calcular un ndice caracterstico del macizo rocoso, que

permite describir numricamente la calidad de la misma.

Las actividades tpicas que se realizan durante el Proyecto en relacin con las

clasificaciones geomecnicas son las siguientes:

Efectuar el Estudio Geolgico de la traza por donde va a discurrir el tnel. Evaluar litologas, resistencia de la roca, estado de las juntas y presencia de agua. Dividir el perfil longitudinal del tnel en tramos de caractersticas similares. Calcular el ndice de clasificacin de cada tramo. Es conveniente el uso de al menos

dos sistemas de clasificacin, los ms empleados son el sistema de clasificacin de

Bieniawski y el sistema de clasificacin de Barton.

Asignar a cada tramo un sostenimiento, en funcin del ndice de calidad obtenido de las propuestas del sistema de clasificacin y de la propia experiencia del proyectista.

2.4.3.1. CLASIFICACIN DE BIENIAWSKI.

Desarrollado por Z. T. Bieniawski durante los aos 1972 y 1973, modificado en 1976 y

1989, este sistema clasifica el macizo rocoso de acuerdo a 6 criterios, los cuales son:

1. Resistencia a la compresin simple de la roca

2. RQD

3. Espaciamiento entre las discontinuidades.

4. Condiciones de las discontinuidades.


20

5. condiciones hidrogeolgicas.

6. Orientacin de las discontinuidades.

Deere propuso la una relacin entre el valor del RQD en porcentaje y la calidad de la

roca tal como indica la tabla 2.6, lo que permite tener una aproximacin a priori del

tipo de roca que se esta considerando.

Tabla 2.6. Relacin del RQD y Calidad de la Roca. (GEOCONSULT, 1995)

RQD CALIDAD DE LA ROCA

25% Muy mala

25-50% Mala

50-75% Regular

75-90% Buena

90-100% Muy buena

Una puntuacin determinada se asigna a las caractersticas de cada uno de estos criterios

segn lo que indica la tabla 2.7. La suma de cada una de las puntuaciones es el ndice total

del macizo rocoso y este ndice se designa como RMR.

1 2 3 4 5 6

Donde Ai se refiere a cada criterio de clasificacin de Bieniawski, explicados

anteriormente.


21

Tabla 2.7.Clasificacin Geomecnica del Macizo Rocoso. (Bieniawski, 1989)

CLASIFICACIN GEOMECANICA RMR (Bieniawski, 1989) Parmetros de clasificacin

1

Resistencia de la matriz

rocosa (Mpa)

Ensayo de carga puntual > 10 10-4 4-2 2-1

Compresin simple

Compresin simple > 250 250-100 100-50 50-25 25-55-1

< 1

Puntuacin 15 12 7 4 2 1 0

2 RQD 90% - 100% 75% - 90% 50% - 75% 25% -50% < 25%

Puntuacin 20 17 13 6 3

3 Separacin entre diaclasas < 2 m 0.6 - 2 m 0.2 - 0.6 m 0.06 - 0.2 m < 0.006Puntuacin 20 15 10 8 5

4

Esta

do d

e la

s dis

cont

inui

dade

s

Longitud de la discontinuidad < 1 m 1 - 3 m 3 - 10 m 10 - 20 m > 20 m

Puntuacin 6 4 2 1 0 Abertura Nada < 0.1 mm 0.1 - 1.0 mm 1 - 5 mm > 5 mm

Puntuacin 6 5 3 1 0

Rugosidad Muy rugosa Rugosa Ligeramente rugosa Ondulada Suave

Puntuacin 6 5 3 1 0

Relleno Ninguno Relleno duro < 5mm Relleno duro > 5mm

Relleno blando 5mm

Puntuacin 6 4 2 2 0

Alteracin Inalterada Ligeramente alterada

Moderadamente alterada

Muy alterada Descompuesta

Puntuacin 6 5 3 1 0

5 Agua

fretica

Caudal por 10m de tnel Nulo < 10 litros/min 10 - 25 lt/min

25 - 125 lt/min > 125 lt/min

Relacin: Presin de agua/Tensin principal mayor 0 0 - 0.1 0.1 - 0.2 0.2 - 0.5 > 0.5

Estado general Seco Ligeramente hmedo Hmedo Goteando Agua Fluyendo

Puntuacin 15 10 7 4 0

Correccin por la orientacin de las discontinuidades

Direccin y buzamiento Muy favorables Favorables Medias Desfavorables

Muy desfavorables

Puntuacin

Tneles 0 -2 -5 -10 -12Cimentaciones 0 -2 -7 -15 -25

Taludes 0 -5 -25 -50 -60


22

Clasificacin Clase I II III IV V

Calidad Muy buena Buena Media Mala Muy mala Puntuacin 100 - 81 80 - 61 60 - 41 40 - 21 < 20

Caractersticas geotcnicas Clase I II III IV V

Tiempo de mantenimiento y longitud Muy buena Buena Media Mala Muy mala Cohesin > 4 Kp/cm2 3 - 4 Kp/cm2 2 - 3 Kp/cm2 1 - 2 Kp/cm2 < 1 Kp/ cm2

ngulo de rozamiento > 45 35 - 45 25 - 35 15 - 25 < 15

Orientacin de las discontinuidades en el

tnel Direccin perpendicular al eje del tnel

Direccin paralela al eje del tnel Buzamiento 0 - 20 Cualquier direccin Excavacin con buzamiento Excavacin contra buzamiento

Buz. 45- 90 Buz. 20 - 45 Buz. 45- 90 Buz. 20 - 45 Buz. 45- 90 Buz. 20 - 45 Muy favorable Favorable Media Desfavorable

Muy desfavorable Media Desfavorable

2.4.3.2. CLASIFICACIN DE BARTON.

El Sistema-Q o Clasificacin de Barton fue desarrollado en Noruega en 1974 por Barton,

Lien y Lunde, del Instituto Geotcnico Noruego (NGI). Se bas su desarrollo en el anlisis

de cientos de casos de tneles construidos principalmente en Escandinavia. Actualmente se

denomina Nuevo Mtodo Noruego de tneles al diseo de las excavaciones basndose

directamente en los trabajos de Barton.

La Clasificacin de Barton asigna a cada terreno un ndice de calidad Q, tanto mayor

cuanto mejor es la calidad de la roca. Su variacin no es lineal como la del RMR, sino

exponencial, y oscila entre Q=0.001 para terrenos muy malos y Q=1000 para terrenos muy

buenos.

Barton toma seis criterios:

1. ndice de calidad de la roca de Deere RQD.


23

2. nmero de familias de discontinuidades Jn.

3. nmero de rugosidad de las discontinuidades Jr.

4. nmero de alteracin de las discontinuidades J.

5. factor de reduccin por presencia de agua en las discontinuidades Jw.

6. factor de reduccin de esfuerzos SRF.

El ndice Q se obtiene con la siguiente expresin:

Q RQD

Jn

JrJ

Jw

SRF

En esta ecuacin

mide el tamao de los bloques con dos valores extremos (100/0.5 y

10/20) .si se interpreta el coeficiente en unidades de longitud, los tamaos de bloques de

200 a 0,5 cm se pueden apreciar como aproximaciones gruesas pero bastante realistas.

El segundo cociente

mide el esfuerzo cortante entre bloques, representa la rugosidad y

las caractersticas de la friccin de las paredes de las fisuras o de los materiales de relleno.

El tercer coeficiente

es un factor emprico que describe las fuerzas activas, consiste en

dos parmetros de fuerzas. SRF se puede considerar como un parmetro total de esfuerzos,

en cuanto Jw se trata de la medicin de la presin de agua que tiene un efecto negativo en

la resistencia al esfuerzo cortante de las fisuras debido a la reduccin en el esfuerzo

efectivo normal.

Existe una recomendacin de Palmstrom para determinar el valor de RQD, introduciendo el

criterio de los espaciamientos de las discontinuidades, esta recomendacin se aplica cuando

existe ausencia de ensayos de perforacin a diamantina.

115 3.3


24

2.4.3.3. NDICE GSI DE HOEK.

En 1995 Evert Hoek desarrollo el ndice GSI (the Geological Strength Index), este

ndice no representa un sistema de clasificacin directamente, mas bien es un paso

intermedio para determinar las propiedades mecnicas del macizo rocoso empleando

una frmula emprica. El GSI deriva de variantes de los ndices RMR y Q,

designndolos como RMR y Q respectivamente.

El RMR es calculado empleando los cuatro primeros criterios del sistema de

Bieniawski (Resistencia de la matriz rocosa, RQD, separacin entre diaclasas, estado de

las discontinuidades), sistemticamente toma el quinto parmetro de agua subterrnea

como 15 (roca completamente seca).

Por un proceso similar el Q ignora la tercera relacin (Jw/SRF), consecuentemente el

Q se calcula con la frmula:

Q RQD

Jn

JrJ

Finalmente el GSI se calcula con las siguientes formulas:

5 Si RMR > 23, y:

9 log 44 Si RMR < 23.

As mismo el GSI puede ser calculado grficamente, de acuerdo a la condiciones del

macizo y de la estructura del mismo.


25

Figura 2.6. Caracterizacin del macizo rocoso en funcin de fracturamiento y condiciones de

las juntas. (Hoek, 2006)


26

2.4.4. MODELO GEOLGICO Y GEOTCNICO

Una vez obtenidas las clasificaciones geomecnicas se procede a la definicin de la clase de

macizo rocoso.

Se procede a proyectar a nivel de tnel todas las caractersticas geomecnicas obtenidas en

superficie. Debe tomarse en cuenta que las caractersticas del grado fracturamiento,

alteracin y espaciamiento mejoran en funcin de la profundidad.

Despus de que se tienen proyectadas las estaciones a nivel de los tneles, se agrupan

segn las caractersticas geomecnicas mejoradas, formando grupos de estaciones

geomecnicas denominando a la longitud de influencia tramo.

El tramo geomecnico emprico, se debe validar y confirmar con diferentes sondeos, estos

definirn la altura de material suelto y fracturado

2.4.5. CATEGORIZACIN DEL COMPORTAMIENTO

Para determinar las clases de comportamiento se aplica la solucin analtica para el clculo

del desplazamiento radial de la pared de un tnel con seccin circular sometido a un estado

de esfuerzo hidrosttico, bajo la consideracin de una ley constitutiva elasto-ideal

plstico.

A continuacin se explican los conceptos utilizados para la determinacin del tipo de

comportamiento del macizo rocoso:

ndice de resistencia, es la relacin entre la resistencia a la compresin uniaxial versus la solicitacin (esfuerzo geosttico).

Deformacin frente, es un porcentaje que viene de la convergencia mxima obtenida de las curvas de convergencia y confinamiento versus el radio del tnel.

ndice radial, la relacin del radio plstico versus el radio del tnel.

Como resultado se obtienen los siguientes tipos de comportamiento, que se describen a

continuacin:


27

Clase a, b: El esfuerzo inducido por la excavacin es mnima a la resistencia del macizo rocoso.

El ndice de esfuerzo resistencia es mucho mayor a uno. El comportamiento en

general es elstico y las deformaciones son insignificantes.

Clase c: La magnitud de concentracin de esfuerzos del frente con relacin a la resistencia del macizo rocoso es aproximadamente uno, el comportamiento es

elasto-plstico.

En la periferia de la excavacin el esfuerzo excede a la resistencia del macizo

rocoso, esto resulta la formacin de una zona plstica alrededor de la excavacin

teniendo como rango entre uno y dos.

Clase d: La magnitud de concentracin de esfuerzos del frente excede a la magnitud del macizo rocoso, el frente esta en estado plstico, el gradiente de deformacin es

menor a uno por ciento y el ndice radial esta entre dos y cuatro.

Clase e: Difiere con la clase d con respecto a la magnitud de deformacin del frente.

Existe un elevado ndice de resistencia, por lo tanto resulta un gradiente elevado de

deformacin y condiciones criticas de la estabilidad del frente. El ancho de la zona

plstica es elevado mayor a cuatro.

Clase f: Esta caracterizado como el inmediato colapso del frente durante la excavacin (imposible instalar el soporte). El comportamiento puede ser asociado

con un suelo de baja cohesin y/o un macizo cataclstico donde existen elevadas

zonas de fallas, especialmente bajo condiciones altamente saturadas y elevadas

condiciones de esfuerzos.


28

2.4.6. SELECCIN DE MEDIDAS DE SOSTENIMIENTO

Dentro del diseo del sostenimiento de un tnel se debe considerar que no se puede

emplear el concepto de un diseo nico, puesto que se pueden emplear elementos de

sostenimiento variados y de resistencias diferentes, adems de que los mtodos

constructivos afectaran tambin dependiendo cuales se empleen.

El diseo del sostenimiento en una etapa de aproximacin puede ser abordado con la ayuda

de las clasificaciones geomecnicas. Se toman las recomendaciones de Bienawski, Barton y

Romana donde la variable principal es el ndice del Macizo Rocoso (RMR)

Para cada clase de macizo rocoso, Bieniawski ha propuesto una cuanta de sostenimiento y

un sistema de excavacin, tal como se indica en la siguiente tabla.

Tabla 2.8. Necesidades de Sostenimiento (GEOCONSULT, 1995)

NECESIDADES DE SOSTENIMIENTO (SEGN BIENIAWSKY) RMR Excavacin Bulonado Gunitado Mallazo Cerchas

>81 Seccin completa Ocasional Innecesario Innecesario No Avances: 3 mt

61-80 Seccin completa Local en bveda 5 cm en Eventual No

Avances: 1-1.5 mt L=2-3 m; S=2-2.5 m bveda

41-60 Calota y Destroza Sistemtico 5-10 cm en bveda Bveda No

Avances: 1.5-3 mt L=3-4 m; S=1.5-2 m

3 cm en hastiales

21-40 Calota y Destroza Sistemtico 10-15 cm en bveda Sistemtico

Ligeras S1.5 m

Avances: 1-1.5 mt L=4-5 m; S=1-1.5 m

10 cm en hastiales


29

Dimensin Equivalente. La dimensin equivalente se obtiene como cociente entre el vano o

altura del tnel (el mayor de ambos valores) y un factor denominado relacin de soporte de

la excavacin (Excavation Support Ratio ESR). La ESR es ms o menos anloga al inverso

del factor de seguridad empleado en el diseo de taludes.

,

La tabla siguiente indica los valore tpicos del ESR de acuerdo al tipo de tnel que se esta

diseando.

Tabla 2.9. Dimensin equivalente del Tnel. (GEOCONSULT, 1995)

DIMENSIN EQUIVALENTE DEL TNEL

Descripcin Valor ESR

Galeras Temporales de Minas 3-5

Pozos Verticales: Circulares/Rectangulares 2.5-2

Galeras Permanentes en Minas, Tneles Hidrulicos, Galeras Pilotos o Galeras de Avance

1.6

Cavernas Pequeas, Tneles de Acceso, Tneles de Carretera poco importantes

1.3

Cavernas, Tneles de Carretera Boquillas Intersecciones 1

Cavernas para Fbricas, Centrales, Plantas Nucleares 0.8

Se muestra en la siguiente figura de una manera ms intuitiva el sostenimiento que es

necesario colocar segn los valores de Q y de la Dimensin Equivalente. Aparecen nueve

zonas en el grfico, correspondiendo el nmero 1 a la zona en la que no es necesario

sostenimiento, la nmero 2 al sostenimiento ms ligero y as sucesivamente hasta la

nmero 9, en la que es necesario el sostenimiento ms potente.

.


30

Figura 2.7. Sostenimiento recomendado segn Bartn. (GEOCONSULT, 1995)

A partir de la clasificacin de Bienawski, Romana ha realizado una subdivisin a las

categorizaciones, con un factor de ajuste RMR segn el tipo de mtodo de avance:

Para TBM RMR = 10 Para Excavacin mecnica RMR = 5 Para Voladuras cuidadosas

ing-civil 18-12-09 proyectodegrado programaparaelcalculodetiemposycostos

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