1. Introduccion_Tuneles

7/26/2019 1. Introduccion_Tuneles

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TORRICO AntonioMdulo XIV: Ingeniera de tneles

INTRODUCCIN A LA INGENIERA DETNELES

MAESTRA EN INGENIERA VIAL


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La mayora de tneles seconstruyen para salvar obstculosnaturales y permiten el acceso a

vas de comunicacin paratransporte urbano (metros),transvases y conducciones; o paraunir islas o estrechos y para pasosfluviales, en cuyo trazado seefecta bajo una lmina de agua.

INTRODUCCION


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Alcance

Alcance

Planeamiento y exploracin geolgica

Anlisis del comportamiento de la roca

Diseno de tnel

Modlo fsico y nmerico


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Libro de referencia

Practical Rock Engineeringhttps://www.rocscience.com/education/hoeks_corner

1. The Development of Rock Engineering

2. When is a Rock Engineering Design Acceptable

3. Rock Mass Classification

4. Shear Strength of Discontinuities

5. Structurally Controlled Instability in Tunnels 6. The Rio Grande Project - Argentina

7. A Slope Stability Problem in Hong Kong

8. Factor of Safety and Probability of Failure

9. Analysis of Rockfall Hazards

10. In Situ and Induced Stresses

11. Rock Mass Properties

12. Tunnels in Weak Rock 13. Design of Large Underground Caverns

14. Rockbolts and Cables

15. Model to Demonstrate How Rockbolts Work

16. Shotcrete Support


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Un tnel es una obra subterrnea de carcter lineal cuyo objeto es

la comunicacin de dos puntos, para realizar el transporte depersonas, materiales entre otras cosas. Normalmente es artificial.

Los tneles se construyen excavando en el terreno, manualmenteo con mquinas. Los sistemas habituales de excavacinsubterrnea son medios mecnicos, voladuras y manual:

DEFINICIN TNEL


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Tipos de tneles

Tnel clasificado por el mtodo deconstruccin

Suelo y roca TBM

Excavacion convencionalEntubado

Cut and cover tunnels

Tubo sumergido y tubo flotante


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Tuneladora TBMEl tnel es excavado por una maquina perforadoradenominada TBM. La construccion es ejecutada pordebajo la superficie

Tipos de tneles


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Mtodo ConvencionalEl tnel es excavado por mtodos convencionales esdecir perforacin y voladura. La construccion esrealizada por debajo la superficie

Tipos de tneles


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Pipe jackingLa maquina tiene integrado en la parte de trasera

brazos hidraulicos que son usados para empujarespecialmente el tubo que es instalado conformeavanza la perforacin.

Tipos de tneles


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Cut-and-Cover tunnels

Metodo de construccionpara tuneles pocoprofundos. En la fotografa,se muestra una zanjaexcavada a cielo abierto,posteriormente es montadacon la respectiva estructurapara ser cubierta con elmismo material excavado.

Tipos de tneles


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Tubos sumergidos

Este mtodo consiste en la colocacin de segmentos enel subsuelo de una superficie de agua usandoflotadores, los cuales son unidos mediante una

soldadura especializada.

Tipos de tneles


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Clave o bveda:Es la parte ms alta del tnel. Glibo: Es la altura libre que hay sobre la calzada o zona de

circulacin de vehculos. Siempre es menor que la altura de laclave.

Hastiales:Son los laterales izquierdo y derecho del tnel. Suelenestar forrados con chapa, cuando el tnel no est revestido de

hormign. Bocas o portales:Son los prticos por los que se penetra y se sale

del tnel.

Calzadas:Es por donde ruedan los vehculos. Aceras:Son para el trnsito de personas.

Cunetas:Son para recogida de lquidos de materias peligrosas. Apartaderos:Son sobreanchos para paradas de emergencia de los

vehculos.

LAS PARTES DE UN TNEL


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Un tnel puede servir para peatones o ciclistas, aunque generalmentesirve para dar paso al trfico, para vehculos de motor, paraferrocarrilo para uncanal. Algunos sonacueductos, construidos parael transporte de agua (para consumo, para aprovechamiento

hidroelctricoo para el saneamiento). Tambin hay tneles diseadospara servicios detelecomunicaciones. Incluso existen tneles para elpaso de ciertas especies de animales. Algunos conectan zonas enconflicto o tienen carcter estratgico, ya que sirven como refugio. Enlas grandes ciudades el transporte se realiza mediante una red detneles donde se mueve elmetro. La posibilidad de soterrar ahorra

espacio e impide el cruce al mismo nivel del tren con los peatones olos vehculos.

OBJETIVOS DE LA CONSTRUCCIN DEUN TNEL


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Los tneles son un medio de comunicacin artificial entre dospuntos separados por un suelo o roca. Su objetivo es el depermitir el paso de personas, ferrocarriles, vehculos,conducciones elctricas, de agua u otros. Debido a su utilizacindiversa elevan su importancia a medida que la sociedad avanza yson inevitables en grandes ncleos urbanos muy masificados poredificios para establecer lneas de metro; en la comunicacin depoblaciones separadas por una orografa pronunciada o incluso

por mar. Las razones habituales para desarrollar un tnel son:

IMPORTANCIA DE LOS

TNELES


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a) Terreno:la topografa puede limitar la implantacin de una autopistacuyas especificaciones obligan a tener unas pendientes lmite.

b) Economa: en muchas ocasiones resulta ms rentable atravesar unobstculo mediante un tnel que rodearlo; por lo cual, es lgico pensarque el tiempo tambin puede disminuir considerablemente al ejecutar untnel en vez de decantarse por rodear el obstculo.


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c) Ordenacin urbanstica y de trfico:la implantacin demetros facilita la movilidad en las grandes urbes.

d) Esttica y salud: para la circulacin de aguas residuales ysaneamiento en las ciudades.

e) Minera:aunque se suelen denominan galeras o pozos,dependiendo de la orientacin, su fin es unir dos puntos, en el

caso, para acceder a una mineralizacin.


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"El ingeniero que se enfrenta al proyecto y construccin de un tnel,debe considerar varios aspectos, todos ellos importantes, ya que cadauno por s slo, puede hacer fracasar el proyecto."


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1) Obras de paso:Las obras de paso bajo las vas de comunicacin,para aguas u otros viales.

2) Conducciones y galeras de alcantarillado y saneamiento:sistemas de saneamiento y alcantarillado de los ncleos urbanosprecisan del proyecto y construccin de conducciones y galerassubterrneas de diversos tipos.

3) Tneles de carreteras, ferrocarriles y canales: tnelesdedicados al paso de vehculos, trenes y metro.

TIPOS DE TNELES DE ACUERDO A SUFINALIDAD Y EMPLAZAMIENTO


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4) Conducciones de agua a presin:para el transporte de agua apresin desde el vaso de una presa de embalse deaprovechamiento hidroelctrico a las turbinas de una central deproduccin de energa elctrica aguas abajo, por ejemplo.

5) Galeras de mina: en una galera o tnel de mina se tienenunas condiciones de proyecto y diseo muy diferentes respectode un tnel carretero, puesto que en el de mina se buscansoluciones para acceder a las capas de mineral, para luego seguiresas capas, excavarlas y efectuar la extraccin del mineral


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Unidireccionales

Son tneles en los que el trfico discurre en un sentido y por un solotubo.Los tubos que determinan el sentido del trfico, rodado pueden estaraislados o comunicados por puertas estancas.

BidireccionalesUn tnel bidireccional es aqul en que el trfico rodado discurre enambos sentidos dentro del mismo tubo.Tambin sern bidireccionales los tneles en los que la separacinentre ambos sentidos de la marcha, a pesar de ser fsicamente

infranqueable, no determina un compartimento estanco al paso delos humos.


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El tipo de revestimiento el tnel dependemuchas veces del tipo de material que seencuentra dentro de los tneles, acontinuacin presentamos distintos tipos de

tneles y los posibles problemas que seencontraran en la obra:

QUE TIPOS DE REVESTIMIENTO SE PLANTAN ENLA CONSTRUCCIN DE UN TNEL Y EN FUNCIN

DE QUE PARMETRO

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Los criterios para la colocacin de un revestimiento son:

Estructural.Presencia de agua. La presencia del agua proveniente de la roca

ataca al hormign y al acero del sostenimiento y delrevestimiento, deteriorndolos. Por otro lado, el agua que caesobre la calzada puede producir deslizamientos en la calzada oformacin de placas de hielo, comprometiendo la seguridad vial.

Esttico.Ventilacin. Las superficies lisas de los revestimientos favorecen

la ventilacin.Iluminacin. El sostenimiento, al ser rugosa su superficie,

absorbe ms luz, requiriendo de mayores potencias luminosas.Mantenimiento. Un anillo de hormign no requiere de

mantenimiento, slo la limpieza alguna vez. Por el contrario, el

sostenimiento debe revisarse y reforzarse por su potencial dedegradacin.

Coste. A corto plazo, la solucin ms econmica es nicamenteaplicar el sostenimiento, especialmente en tneles de escasalongitud.

Criterios para colocacin de revestimiento


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Al mismo tiempo de ejecutar el revestimiento de un tnel, se llevaa cabo la puesta en obra del firme de la calzada y de los sistemasde drenaje e impermeabilizacin.

El firme de un tnel tiene condicionantes que difieren de lascaractersticas de las carreteras, como es la presencia de unaexplanada de mayor calidad que la que se puede tener en el restode la traza de la va. Tambin conviene que se utilice un colorclaro, para mejorar la eficacia de la iluminacin del tnel. Eldrenaje del paquete de firme se produce mediante una sub-base

drenante formada por zahorra o grava, que recoge las humedadesy filtraciones de la solera.

Otras operaciones


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En la entrada de los tuneles vemos el revestimiento de

concreto en forma de arco.


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Los mtodos de fabricacin y colocacin de los revestimientos enlas obras subterrneas son los siguientes:

1. Hormign Proyectado.

2. Hormign Bombeado.

3. Hormign inyectado (extrusionado).

4. Dovelas prefabricadas con inyeccin de trasds.

MTODOS FABRICACIN YCOLOCACIN DEL REVESTIMIENTO


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El material de revestimiento seproyecta contra el terreno, bien porva seca o por va hmeda,utilizando aire comprimido apresin. La operacin se realizacon mquinas de proyectar

hormign de alto rendimiento yutilizando brazos robotizados pararealizar las operaciones confacilidad y seguridad. Losmateriales de revestimiento que seproyectan pueden ser hormigones

tradicionales, hormigonescementticos, hormigonespolimricos y polmeros.

Hormign proyectado


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El hormign de revestimiento se coloca, mediante una bomba conpluma especial, dentro de un encofrado o rellenando una franjaperimetral de terreno (Mtodo Premill o Pretnel).

Hormign bombeado


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Este mtodo, por ser menos conocido y hasta elmomento no utilizado en Bolivia, se describir

ms en detalle por su inters tcnico comomtodo para reducir los asientos en tnelesurbanos someros.

Hormign inyectado (extrusionado)


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Proceso de hormigonado en cuatro etapas (conarmadura)


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Hiptesis de Terzaghi (1945)

Reparto de cargas del terreno segn lafigura


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GRACIAS.

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