EXCAVACIÓN DE TÚNELES EXCAVACIÓN DE TÚNELES EN SUELOS BLANDOSEN SUELOS BLANDOS

TÚNEL HUAUCHINANGOTÚNEL HUAUCHINANGO

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CONTENIDOCONTENIDO

1. ANTECEDENTES.

2. TÚNEL HUAUCHINANGO – CONDICIONES GENERALES DEL PROYECTO.

3. TRAZO DEL TÚNEL.

4. ESTUDIOS GEOLÓGICOS.

5. RESULTADOS FINALES Y DETERMINACIÓN DEL MÉTODO DE EXCAVACIÓN.

6. PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO.

7. INNOVACIONES.

8. CONCLUSIONES.2

ANTECEDENTES.ANTECEDENTES.

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ANTECEDENTESANTECEDENTES

1967 Drenaje profundo de la Ciudad de México, primera excavación en suelos blandos, con métodos de minería tradicionales.

1977 Segunda etapa de excavación del Emisor Central se usaron escudos con presiones de aire entre 0.08 a 2.5Kg/cm2, para estabilización del terreno.

2008 Se utilizan métodos de excavación en suelos blandos con tecnología de influencia extranjera. Como los escudos de excavación multifunción, que brindan avances rápidos y seguros en este tipo de actividades.4

CONDICIONES GENERALES CONDICIONES GENERALES DEL PROYECTO. DEL PROYECTO.

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TÚNEL HUAUCHINANGO – CONDICIONES GENERALESTÚNEL HUAUCHINANGO – CONDICIONES GENERALES

Ubicado en el proyecto carretero Nuevo Necaxa – Tihuatlán, del tramo México-Tuxpan, en el estado de Puebla.

Para su excavación se tendrá que utilizar un procedimiento particular por sus condiciones geológicas, (suelos blandos).

Se tienen restricciones en la parte superior de túnel, como lo son líneas de transmisión de electricidad, y dúctos de pemex, lo que no permite asentamientos mayores a 5mm.

Se tiene poca cobertura en el túnel que va desde 19 a 30 mts. en su punto mas alto.

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SECCION TIPO - A4SECCION TIPO - A4

21.00 m

2.50 m 3.50 m 3.50 m 2.50 m3.50 m 3.50 m2.00 m

50.00 m50.00 m

DERECHO DE VIA DERECHO DE VIA

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SECCION TIPO A4SSECCION TIPO A4S

20.34 m

7.00 m

50.00 m50.00 m

DERECHO DE VIA DERECHO DE VIA

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TRAZO DEL TÚNELTRAZO DEL TÚNEL

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DEFINICION DE TRAZODEFINICION DE TRAZO

Se define el trazo en el cual el túnel quedara ubicado.

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ESTUDIOS GEOLÓGICOSESTUDIOS GEOLÓGICOS

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ESTUDIOS GEOLÓGICOSESTUDIOS GEOLÓGICOS

FOTOGRAFIA AEREA: Una vez definido el trazo, a partir de este estudio se determina un reconocimiento preeliminar de la geología local y regional, que incida en la excavación del túnel.

TUNEL HUAUCHINANGO

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ESTUDIOS GEOLÓGICOSESTUDIOS GEOLÓGICOS

SONDEOS DIRECTOS

Perforación directa en puntos previamente establecidos, para la obtención de muestras físicas las cuales nos permitan reconocer el tipo de material al que nos vamos a enfrentar durante la excavación del túnel.

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RESULTADOS FINALES Y DETERMINACIÓN RESULTADOS FINALES Y DETERMINACIÓN DEL MÉTODO DE EXCAVACIÓNDEL MÉTODO DE EXCAVACIÓN

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ESTUDIOS GEOLÓGICOSESTUDIOS GEOLÓGICOS

Limo arenoso, café claro, consistencia media a blanda.

Limo arcilloso arenoso, café oscuro.

Basalto fracturado, gris oscuro.

Sondeo 1Sondeo 2

PORTAL MÉXICO PORTAL TUXPAN

Túnel derecho: Longitud 105.50 mts.

Túnel izquierdo: Longitud 89.20 mts.

Volumen de excavación total 18,678 m3

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CARACTERÍSTICAS DEL TÚNELCARACTERÍSTICAS DEL TÚNEL

12.70m

8.35m

12.70m

8.35m

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ETAPAS DE EXCAVACION DEL TÚNELETAPAS DE EXCAVACION DEL TÚNEL

ETAPA II BANQUEO

ETAPA I SECCIÓN

SUPERIOR

ETAPA II BANQUEO

ETAPA I SECCIÓN

SUPERIOR

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EXCAVACIÓN DE PORTALESEXCAVACIÓN DE PORTALES

Banqueos de 6 mts. de altura.

Tratamiento de concreto lanzado, barrenación de anclas y drenes.

PORTAL MÉXICO PORTAL TUXPAN

P E

M E

X

P E

M E

X

P E

M E

X

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INICIO DE LA EXCAVACIÓN DEL TÚNELINICIO DE LA EXCAVACIÓN DEL TÚNEL

Trazo del túnel.

PORTAL MÉXICO PORTAL TUXPAN

P E

M E

X

P E

M E

X

P E

M E

X

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PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO.PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO.

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CICLO DE EXCAVACIÓNCICLO DE EXCAVACIÓN

1. TOPOGRAFÍA

2.UMBRELLA DRILLING (ENFILAJE)

3. EXCAVACIÓN ETAPA I

4. REZAGA

5. CONCRETO LANZADO

6. COLOCACIÓN DE MARCOS

7. SEGUNDA ETAPA DE LANZADO

8. BANQUEO ETAPA II

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UMBRELLA DRILLING (ENFILAJE) CON EQUIPO CASAGRANDE.UMBRELLA DRILLING (ENFILAJE) CON EQUIPO CASAGRANDE.

Sistema 1.

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UMBRELLA DRILLING (ENFILAJE) CON JUMBO TRADICIONAL.UMBRELLA DRILLING (ENFILAJE) CON JUMBO TRADICIONAL.

Sistema 2.

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UMBRELLA DRILLING (ENFILAJE)UMBRELLA DRILLING (ENFILAJE)

Barrenación de enfilaje en túnel, de 20 mts. de longitud, inclinación de 5°, barrenos de 5” , y tubo de encamisado de acero 4” , inyectado con mortero cemento-arena.29

UMBRELLA DRILLING (ENFILAJE)UMBRELLA DRILLING (ENFILAJE)

Barrenación de enfilaje en túnel, de 20 mts. de longitud, inclinación de 5°, barrenos de 5” , y tubo de encamisado de acero 4” , inyectado con mortero cemento-arena.30

UMBRELLA DRILLING (ENFILAJE)UMBRELLA DRILLING (ENFILAJE)

Barrenación de enfilaje en túnel, de 20 mts. de longitud, inclinación de 5°, barrenos de 5” , y tubo de encamisado de acero 4” , inyectado con mortero cemento-arena.31

UMBRELLA DRILLING (ENFILAJE)UMBRELLA DRILLING (ENFILAJE)

Barrenación de enfilaje en túnel, de 20 mts. de longitud, inclinación de 5°, barrenos de 5” , y tubo de encamisado de acero 4” , inyectado con mortero cemento-arena.

Sección con enfilaje terminado.

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DETALLE DE BARRENACION DE UMBRELLA DRILLING DETALLE DE BARRENACION DE UMBRELLA DRILLING

Acero de barrenación de enfilaje, con encamisado de tubo de acero.

Tubo de acero de 4”

Ampliación con broca excéntrica

Barreno piloto

Barreno de 5”

Empujado de tubo

ACERO DE BARRENACIÓN

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DETALLE DE BARRENACION DE UMBRELLA DRILLING DETALLE DE BARRENACION DE UMBRELLA DRILLING

Recuperación de acero de barrenación.

Tubo de acero de 4”

Retiro de acero de barrenación

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DETALLE DE BARRENACION DE UMBRELLA DRILLING DETALLE DE BARRENACION DE UMBRELLA DRILLING

Inyección de tubo con mortero cemento – arena.

Tubo de acero de 4”

Mortero cemento - arena

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SISTEMA DE BARRENACIÓN DE UMBRELLA DRILLING SISTEMA DE BARRENACIÓN DE UMBRELLA DRILLING

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SISTEMA DE BARRENACIÓN DE ENFILAJE CON EQUIPO CASA GRANDE.SISTEMA DE BARRENACIÓN DE ENFILAJE CON EQUIPO CASA GRANDE.

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SISTEMA DE BARRENACIÓN DE ENFILAJE CON JUMBO TRADICIONAL.SISTEMA DE BARRENACIÓN DE ENFILAJE CON JUMBO TRADICIONAL.

REGRESAR

38

EXCAVACIÓN DE TÚNEL, ETAPA 1.EXCAVACIÓN DE TÚNEL, ETAPA 1.

Excavación de túnel, con medios mecánicos, y avances de 1 mts. máximo, en forma de herradura, dejando sin excavar la parte central.

39

EXCAVACIÓN DE TÚNEL, ETAPA 1.EXCAVACIÓN DE TÚNEL, ETAPA 1.

Excavación de túnel, con medios mecánicos, y avances de 1 mts. máximo, en forma de herradura, dejando sin excavar la parte central.

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EXCAVACIÓN DE TÚNEL, ETAPA 1.EXCAVACIÓN DE TÚNEL, ETAPA 1.

Excavación de túnel, con medios mecánicos, y avances de 1 mts. máximo, en forma de herradura, dejando sin excavar la parte central.

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EXCAVACIÓN DE TÚNEL, ETAPA 1.EXCAVACIÓN DE TÚNEL, ETAPA 1.

Excavación de túnel, con medios mecánicos, y avances de 1 mts. máximo, en forma de herradura, dejando sin excavar la parte central.

Sección de túnel excavada en su totalidad de la etapa I.

Se observa la zapata de seguridad no excavada, que evita el colapso del frente de trabajo.

42

EQUIPO DE EXCAVACIÓN CON MEDIOS MECÁNICOS, CON CABEZA ROZADORA.EQUIPO DE EXCAVACIÓN CON MEDIOS MECÁNICOS, CON CABEZA ROZADORA.

REGRESAR

43

EXCAVACION DE TUNELEXCAVACION DE TUNEL

44

Rezaga de material.

SECCIÓN EXCAVADA.SECCIÓN EXCAVADA.

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45

CONCRETO LANZADOCONCRETO LANZADO

Concreto lanzado con resistencia de 200 kgIcm2, fibras metálicas, realizado con equipo robojet.

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CONCRETO LANZADOCONCRETO LANZADO

Concreto lanzado con resistencia de 200 kgIcm2, fibras metálicas, realizado con equipo robojet.

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CONCRETO LANZADOCONCRETO LANZADO

Concreto lanzado con resistencia de 200 kgIcm2, fibras metálicas, realizado con equipo robojet.

Sección de túnel con lanzado.

48

EQUIPO DE LANZADO CON BRAZO ROBOTIZADO.EQUIPO DE LANZADO CON BRAZO ROBOTIZADO.

REGRESAR

49

COLOCACION DE MARCOS.COLOCACION DE MARCOS.

Sostenimiento a base de marcos de acero del tipo TH-29, sección omega, con un peso de 29 kg/ml.

50

COLOCACION DE MARCOS.COLOCACION DE MARCOS.

Sostenimiento a base de marcos de acero del tipo TH-29, sección omega, con un peso de 29 kg/ml.

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COLOCACION DE MARCOS.COLOCACION DE MARCOS.

Sostenimiento a base de marcos de acero del tipo TH-29, sección omega, con un peso de 29 kg/ml.

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COLOCACION DE MARCOS.COLOCACION DE MARCOS.

Sostenimiento a base de marcos de acero del tipo TH-29, sección omega, con un peso de 29 kg/ml.

Sección de túnel con sostenimiento a base marcos metálicos.

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MARCOS METÁLICOS EN TÚNEL.MARCOS METÁLICOS EN TÚNEL.

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54

SEGUNDA ETAPA DE LANZADO.SEGUNDA ETAPA DE LANZADO.

Se realiza un lanzado nuevamente, para que los marcos metálicos queden ahogados en el mismo, proporcionando mayor sostenimiento.

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SEGUNDA ETAPA DE LANZADO.SEGUNDA ETAPA DE LANZADO.

Con esta condición, se podrá realizar un nuevo avance de excavación.

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SEGUNDA ETAPA DE LANZADO.SEGUNDA ETAPA DE LANZADO.

Continua el ciclo de excavación de la sección superior, etapa I.

REGRESAR

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BANQUEO, ETAPA II. BANQUEO, ETAPA II.

Excavación.

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BANQUEO, ETAPA II.BANQUEO, ETAPA II.

Lanzado, colocación de complemento de marco metálico, con re lanzado.

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SECUENCIA DE EXCAVACIÓN DE TÚNELSECUENCIA DE EXCAVACIÓN DE TÚNEL

PORTAL MÉXICO PORTAL TUXPAN

Traslape mínimo entre enfilajes, 3.0 m.

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SECUENCIA DE EXCAVACIÓN DE TÚNELSECUENCIA DE EXCAVACIÓN DE TÚNEL

PORTAL MÉXICO PORTAL TUXPAN

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REVESTIMIENTO DE TÚNELREVESTIMIENTO DE TÚNEL

Revestimiento con concreto hidráulico de 250 kg/cm2, 30 cm espesor, sin acero de refuerzo, en sección completa y losas.

PORTAL MÉXICO PORTAL TUXPAN

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REVESTIMIENTOREVESTIMIENTO

Realizado con jumbos de colado, de 9 mts. de longitud, auto propulsados, e hidráulicos. 63

ILUMINACION DE TUNELILUMINACION DE TUNEL

Colocación de luminarias y señalamiento.

PORTAL MÉXICO PORTAL TUXPAN

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ILUMINACION DE TUNELILUMINACION DE TUNEL

Iluminación y señalamiento en túnel. 65

PUESTA EN SERVICIOPUESTA EN SERVICIO

PORTAL MÉXICO PORTAL TUXPAN

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INNOVACIONES.INNOVACIONES.

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INNOVACIONES, METODO DE SOSTENIMIENTO CON ENFILAJE INNOVACIONES, METODO DE SOSTENIMIENTO CON ENFILAJE

12.70m

8.35m

12.70m

8.35m

27 Tubos de enfilaje rellenos con mortero de cemento.

0.50m

Método de sostenimiento en suelos blandos, del cual seremos pioneros en su uso en túneles carreteros en México.

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METODO DE EXCAVACION EN SUELOS BLANDOSMETODO DE EXCAVACION EN SUELOS BLANDOS

Método que conjuntamente con el sostenimiento a base de enfilaje, también se empieza a implementar en el país.

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MARCO METALICO TIPO TH-29MARCO METALICO TIPO TH-29

Comparativa.

97.7 Kg./ML

SECCIÓN “ I ” DE USO ACTUAL.

29.0 Kg./ML

SECCIÓN “ ”.

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MARCO METALICO TIPO TH-29MARCO METALICO TIPO TH-29

Marcos metálicos con sección omega, los cuales son mas livianos, maniobrables, no ocupan soldadura al ser seccionados y unidos por grapas, lo cual facilita su colocación, a comparación de los usados hasta ahora.

0.50 m Traslape mínimo

Grapa unión tipo G-5

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DISEÑO DE CONCRETO SIN ACERO DE REFUERZODISEÑO DE CONCRETO SIN ACERO DE REFUERZO

Basado en la premisa del nuevo método austriaco para la excavación de túneles, el cual menciona que si durante la excavación el sostenimiento del túnel es adecuado, y el terreno no presenta deformaciones, el túnel es completamente operable.

12.40m

7.28m

12.40m

7.28m

0.30 m

0.30 m

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CABEZA ROZADORA PARA RETROEXCAVADORACABEZA ROZADORA PARA RETROEXCAVADORA

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CONCLUSIONES.CONCLUSIONES.

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CONCLUSIONESCONCLUSIONES

Aplicar mas la solución de excavación en túneles con presencia de suelos blandos, en los nuevos proyectos a futuro, usando estos métodos, para que se traduzcan en ahorro en costo y beneficio, evitando con esto movimientos de tierra a gran escala.

Adquirir experiencia, en estos nuevos métodos de construcción para en el futuro ser mas competitivos ante empresas internacionales que ya los aplican en otros países con éxito, e inclusive hacerlos mas eficientes.

Estar a la vanguardia de procedimientos constructivos, y tecnología en el ramo de excavaciones en túneles con suelos blandos, y en todas las áreas de la construcción, para de esta forma continuar siendo la empresa líder que somos.

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