CONTROL DE CONSTRUCCIÓN DE TÚNELES

A Coruña, 9 de marzo de 2004

Eduardo Estébanez Sánchez TunelSoft

CONTROL DEL COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL ANÁLISIS DE RESPUESTA DE LA EXCAVACIÓN SOSTENIDA FRENTE A LAS SOLICITACIÓNES DEL TERRENO. CONTROL DE LA SECCIÓN EXCAVACIÓN SECCIÓN REAL NUNCA COINCIDE CON PROYECTADA

CONTROL DE DEFORMACIONES: MEDIDA E INTERPRETACIÓN DE CONVERGENCIAS

OBJETIVOS:

•GARANTIZAR LA ESTABILIDAD •OPTIMIZAR SOSTENIMIENTO •AJUSTE DEL MODELO

CONVERGENCIAS C6 (1+410)

00.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0080.0090.01

0.0110.0120.0130.0140.0150.0160.0170.0180.0190.02

0.0210.0220.0230.0240.0250.0260.0270.0280.0290.03

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85

distancia al frente (m)

conv

erge

ncia

(m)

C6

CONVERGENCIAS MEDIDAS

pmax

peq

cs=pmax/peq

CURVAS CARACTERISTICAS

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0.50

0.00

00

0.00

10

0.00

20

0.00

30

0.00

40

0.00

50

0.00

60

0.00

70

ui

pi

z γ E , ν

c , Φ

SOSTENIMIENTO

up ueq umax

CURVAS CARATERISTICAS => ueq, umax, CS

CURVA DE CONVERGENCIAS

0.0000.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0080.0090.0100.0110.0120.0130.0140.0150.0160.0170.0180.0190.0200.0210.0220.0230.0240.0250.0260.0270.0280.0290.030

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115

distancia al frente (m)

conv

erge

ncia

(m)

ueq

umax

+−=

2

1)(xmR

mRUxC eq

METODO CONVERGENCIA-CONFINAMIENTO:

•BUENA MODELIZACIÓN DEL COMPORTAMIENTO CONJUNTO TERRENO-SOSTENIMIENTO •LIMITACIONES:

–MEDIO HOMOGENEO E ISOTROPO –CAMPO TENSIONAL UNIFORME –EXCAVACION CIRCULAR

CURVAS CARÁCTERISTICAS POR METODOS NUMERICOS

•CADA CALCULO UN PUNTO (ui, pi)

σi

σo

ui

C C ANALITICA / C C NUMERICA

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.900.

0000

0.01

00

0.02

00

0.03

00

0.04

00

0.05

00

0.06

00

0.07

00

0.08

00

0.09

00

0.10

00

0.11

00

0.12

00

0.13

00

0.14

00

0.15

00

0.16

00

0.17

00

0.18

00

0.19

00

0.20

00

ui (m)

pi (M

Pa)

ANALITICANUMERICA

σv

σh

K= 0,7

σi

TUNEL 1: ESQ(V) , 25 m

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

0.09 0.

1

ui (m)

pi (M

Pa)

CURVA CARACTERISTICA TERRENO (ESQ (V))

σv

σh

K= 0,7

TUNEL 1: S3

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

0.09 0.

1

ui (m)

pi (M

Pa)

CURVA CARACTERISTICA SOSTENEMIENTO

TUNEL 1: ESQ(V)-S3

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

0.09 0.1

ui (m)

pi (M

Pa)

avance = 1,2 m => λd = O,4 => (1- λd)po = 0,24 => ud = 0,01 m

ueq = 0,017

Peq = 0,15

Pmax = 0,27

Cs = 1,8

ud = 0,01

u max = 0,026

MODELO DE CURVAS CARACTERISTICAS

TERRENO S3

CONVERGENCIAS T1 (1+410-1+470)

0.0000.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0080.0090.0100.0110.0120.0130.0140.0150.0160.0170.0180.0190.0200.0210.0220.0230.0240.0250.0260.0270.0280.0290.030

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115

distancia al frente (m)

conv

erge

ncia

(m)

analiticaC7C5C6C4

SECCION REAL NUNCA COINCIDE CON LA TEORICA:

•ZONAS DENTRO DE SECCION: REPERFILADO •SOBREEXCAVACIÓN:

MEDICIONES REALES> PROYECTO

–EXCAVACIÓN –GUNITA –HORMIGÓN REVESTIMIENTO

CARRO GALIBO: •SOLO DETECTA ZONAS DENTRO DE SECCION “A POSTERIORI” PERFILES:

•DETECTA ZONAS DENTRO DE SECCION (SEPARACION 1 m.) •PROPORCIONA MEDICIONES REALES •SECCIONES EN TIEMPO REAL PERMITEN MEDIDAS CORRECTORAS

•PRECISION EN LA PERFORACION DEL RECORTE •SEPARACION TIROS RECORTE •CARGA TIROS RECORTE •LONTIGUD DE PASE

MEDICIONES SEGÚN PERFILES

EXCAVACIÓN GUNITA HORMIGÓN

espesor

PRECISION/FIABILIDAD DE MEDICIONES CON PERFILES.

CASO REAL •690 m. DE TUNEL EN CALIZAS •REGISTRO DE m3 DE HORMIGON Y GUNITA EMPLEADOS. •PERFILES CADA 2 m. •ESPESORES DE GUNITA EN CLAVE Y HASTIALES CADA 5 m.

HORMIGÓN REVESTIMIENTO

9,887 9,840

5,229

0

2,000

4,000

6,000

8,000

10,000

12,000

1

m3

PERFILES REAL TEORICO

(0.48 %) (88 %)

R excavacion Sección (m2) R abono Sección (m2) incr. R R equivalente Sección (m2) incr. RA 6.17 59.80 6.24 61.16 0.07 6.52 66.85 0.35B 6.22 60.77 6.31 62.54 0.09 6.58 68.08 0.36C 6.27 61.75 6.39 64.14 0.12 6.71 70.75 0.44

VALORES TEORICO VALORES ABONO VALORES REALES

RADIO ABONO / RADIO REAL EQUIVALENTE

A: RMR>65

B: 50>RMR>65

C: 35>RMR>50

Mt (m3) Mp (m3) Mp / Mt Vr (m3) Vr / MtA 263 283 1.08 421 1.60B 333 362 1.09 549 1.65C 294 326 1.11 563 1.91D 570 595 1.04 1066 1.87

PERFILES REALTEORICA

MEDICIÓN GUNITA

Sección tipo B

Irregularidad19%

Incr. Perimetro

5%

Rechazo15%

Med. Teorica61%

Sección tipo C

Med. Teorica52%

Irregularidad27%

Incr. Perimetro6%

Rechazo15%

Sección tipo D

Med. Teorica54%

Irregularidad29%

Incr. Perimetro

2% Rechazo15%

Sección tipo A

Med. Teorica62%

Irregularidad18%

Rechazo15%

Incr. Perimetro5%

DISTRIBUCIÓN GUNITA

Una observación que es hecha comúnmente por constructores con años de experiencia en el uso de

hormigón proyectado en obras subterráneas, es que casi siempre funciona mejor de lo previsto. Hay

muchos ejemplos en los que el hormigón proyectado ha sido utilizado como ultimo recurso en un esfuerzo por estabilizar la roca descomprimida en el entorno

del túnel y, para sorpresa de casi todos, ha trabajado.(Hoek.1995)

Scaner y Rasterización de Túneles

Modelización y tratamiento de la información de campo

Características Principales • 15.000 referencias/m. • malla promedio 5 cm. • precisión ± 3 mm. • tiempo de estación aprox. 8 min.

Secciones del modelo digital

Gálibo Virtual

Áreas de invasión • Detección automática de áreas de invasión • Obtención de mediciones de zonas afectadas • Acotación de la invasión

Estado de Mediciones