Análisis de caso Tunel Bolu
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7/26/2019 Anlisis de caso Tunel Bolu
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Anlisis de Caso Tunel Bolu
Ao de la Promocin de la Industria Responsable ydel Compromiso Climtico
UNIVERI!A! NACI"NA# !E IN$ENIERIA%ACU#&A! !E IN$ENIERIA $E"#'$ICA (INERA )(E&A#UR$ICA
AN*#II !E CA" +
A#U(N" ,
ECCI'N , R
CUR" ,Tneles y Movimientos deMateriales
&E(A ,Anlisis de caso: Tnel Bolu
PR"%E"R ,Flores Arvalo Herman
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&/nel 0olu
l intento mediados de los noventa de !acer un tnel a travs de la
"a#aca# cerca de la ciudad Turca de Bolu$ %ue a"ortada des&us del
terremoto en noviem"re de 1'''( sto causo un cola&so de una
secci)n del Tnel *ue !a"+a sido e,cavado con un so&orte &reliminar
de &rimario de &ernos y !ormig)n(
n la actualidad se a&licaron &rinci&ios s+smicos &ara la com&letar la
construcci)n del tnel(
1istoria,l cruce de la monta-a Bolu es un tu"o gemelo de casi . #m de
largo(Conecta el valle oeste de Asarsuyu con el valle el Mali# del este(/e usaron 0 ti&os de sostenimiento en el tnel y en los
&ortales(2a e,cavaci)n del tnel em&e3) en 1''.(l terremoto de 1''' destruyo casi .04 m( del tnel(
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%allas Acti2as,
5os %allas activas %ueron reconocidos a lo largo del alineamiento
del tnel 6la %alla de 7e#idagi y la %alla de Ba#aca#8( 2a %alla de 7e#idagi tiene una &endiente de casi '49 y un
a&ro,imado de a ;
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Cruce de %allas Acti2as,
Bsicamente e,iste dos estrategias &osi"les &ara mitigar el
riesgo s+smico inducido a los tneles *ue son atravesados &or
%allas activas &or medio del alineamiento( stos son
comnmente re%eridos ala so"re e,cavaci)n y dise-os
articulados n el &rimer caso el tnel %ue dirigido a travs de la %alla con
aun alargamiento cru3ando la secci)n( @n do"le alineamiento
es instalado &or un material &oroso !ay una ru&tura de %alla el
&er=l de aclarado es guardado &or la AP entre las l+neas
e,teriores e interiores 2a estrategia dise-ada reduce el Didt! de los segmentos
alineados deEando li"re la secci)n a travs de la %alla
#a %iloso34a de !iseo,
Cuando la %alla Ba#aca# %ue reconocido como activo$ casi un a-o
des&us sucede el terremoto 5u3ce$ la restauraci)n del tnel original
esta"a casi com&leta$ y la %orma y ti&o de la secci)n transversal
ado&tada ya esta"a de=nido( 2os tneles &iloto "anco de la
e,cavaci)n original$ ya !a"+an sido rellenadas(
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2a geometr+a de los segmentos se de=ni) considerando una relaci)n
entre longitud y anc!ura del segmento de tnel igual a un tercio$ lo
*ue resulta en una longitud de a&ro,imadamente 0m elemento( sta
geometr+a mantiene la carga en el segmento de corona nica &orde"aEo de un valor um"ral ace&ta"le(
Por ra3ones &rcticas$ la longitud de los segmentos se reduEo a ?$? m$
con una se&araci)n de 04 cm en las articulaciones invertidas( sto
%acilit) la retenci)n de la 3ona de es%uer3o modular originales(
5es&us de una ru&tura en la %alla$ el tnel actuar en sentido
longitudinal como una viga em"e"ida$ cuyas e,tremidades se
des&la3an &or des&la3amiento lateral de la %alla( l su&uesto !ec!o$
Eusti=cada &or conocimientos geol)gicos$ es *ue una ru&tura sedistri"uir uni%ormemente a travs de los l+mites de %alla$ con
des&la3amiento !ori3ontal( Por lo tanto la de%ormaci)n &or es%uer3o
cortante en el suelo de la %alla se &uede su&oner ra3ona"lemente
como la relaci)n entre des&la3amiento es&erado y la anc!ura de la
aver+a a nivel de tnel(
Hasta la rotura de las articulaciones$ el tnel ser cortado y do"lado&or las se&araciones se alcan3a la resistencia al corte$ cada segmento
ser li"re de moverse de %orma inde&endiente$ de acuerdo con las
cargas e,ternas(
2a resistencia de ci3alladura o corte m,ima ace&ta"le de la
articulaci)n se !a de=nido en un modelo elstico e*uivalente$ con el
suelo modela como muelles *ue actan en la com&resi)n( @n
des&la3amiento se a&lica gradualmente a las e,tremidades$ y la
rigide3 de ci3alladura de las articulaciones est dise-ado con el =n de
llegar a la %alla de corte de la articulaci)n antes de la so"recarga
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lateral de la secci)n transversal elemento$ o el %racaso de e,i)n en
las e,tremidades(
Re3or5amiento y uniones
Al otro lado de la 3ona de %alla$ se !an ado&tado di%erentes medidas
de a&oyo( 5e stos$ el ms im&ortante es un !ormig)n ?4 > G mm
cuadrados losa de !ormig)n &re%a"ricado revestimiento intermedio
;4 cm de es&esor &ara ser instalado entre el revestimiento &rimario y
el revestimiento interior( 2as "arras de re%or3amiento se !an colocados)lo en el revestimiento 6=nal8 interior y en invertido$ mientras *ue el
!ormig)n &royectado y %orros intermedios !an sido re%or3ados con
="ras(
l o"Eetivo &rinci&al del dise-o y re%or3amiento es &ro&orcionar una
alta &rovisi)n de sosteni"ilidad( 2a rotaci)n &ermisi"le !a estimado$ y
en com&araci)n con la rotaci)n estimada &ara las condiciones de
carga( sto se logr) mediante la introducci)n de los estri"os en
ci3alla$ manteniendo el es&aciado &or de"aEo de .4 cm$ y tam"in &or
la introducci)n de un dosis de lu3 de ="ras de acero en la me3cla de!ormig)n$ o la a&licaci)n de una ca&a de malla do"le e*uivalente( /e
instalaron estas medidas dentro de la cul&a$ y !asta una distancia de
.4 ?4 m de las %ronteras de %alla(
2as articulaciones$ a ?$ m de es&aciamiento$ se !an detallado &ara
&revenir %racturamiento en el suelo entre los segmentos$ y &ara salvar
la &resi)n esttica del suelo a los elementos circundantes$ &ero
o&onindose a una resistencia su=cientemente "aEa ci3alladura en el
caso de ru&tura de la %alla(
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s demasiado &ro&orcionar el cierre del anillo de la articulaci)n en la
solera$ una ="ra de 4$? m de es&esor$ re%or3ado con viga de !ormig)n
&royectado se a&lica &ara reducir la "rec!a( n el arco su&erior$ la de
?4 cm de es&esor de revestimiento de !ormig)n &royectado
&reliminar regular se !a evaluado como su=ciente(
2a articulaci)n 04 cm de anc!o se llena &or dos ca&as de "lo*ues de
!ormig)n$ con una ca&a de 14 cm de "aEa densidad de P/ en el
medio( @na mem"rana a &rue"a de agua se instala &or de"aEo de las
losas de "lo*ue de !ormig)n y la solera(
n general$ en la corona$ se instalan tres niveles de %orros: un
revestimiento de !ormig)n &royectado$ un revestimiento intermedio
de !ormig)n vertido$ y un %orro re%or3ado =nal( 2a mem"rana
im&ermea"ili3ante cierra la "rec!a s+smica conEunta entre
revestimiento intermedio y =nal( 2a a"ertura de la Eunta en el
revestimiento =nal !a sido am&liada &ara I4 cm$ y la "rec!a ser
cu"ierta &or una &laca de acero$ a los e%ectos de la ventilaci)n y
resistencia al %uego(
2os tneles &iloto "anco rellenadas %ueron %uertemente re%or3ados
&ara &ro&orcionar su=ciente a&oyo a las cargas de la corona durante
la e,cavaci)n( stos rayos no &ueden ser interrum&idos mientras se
e,cava $ &or lo *ue el corte de la articulaci)n en la secci)n s)lo
&ueden eEecutarse una ve3 *ue el invertido est en su lugar(
E6ca2acin y soporte
l tnel de Bolu se !a avan3ado en una nueva direcci)n$ se dec+a
tener un desv+o alrededor de la secci)n cola&sada( st siendoim&ulsado desde las caras de nueva creaci)n dentro del tnel
a"andonado en el lado de stam"ul( @na secci)n de 104 metros de
longitud de corte y la cu"ierta se termin) en los &ortales de An#ara
antes de los tra"aEos de e,cavaci)n &odr+a comen3ar a &artir de este
=n(
l degradado$ roca de an="olita criticado$ con un m,imo de 104
metros cu"ierta$ es roto &or un martillo !idrulico
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%ore&olesm de largo so"re la corona$ segn el cual tres &ie3as de las
0 &ie3as arcos de acero se =Ean en 1$1 m intervalos( ntonces 4 de
descuento$ anclaEes 1 metros de longitud$ cada uno com&uesto de
.,? m longitudes de Atlas Co&co MAJ /5A$ se &er%oran y reEuntados
mediante un &er%orador Atals Co&co Boomer( l tec!o y los lateralesse les da un ?4 cm de es&esor de a&licaci)n de ="ra de acero
re%or3ado de !ormig)n &royectado$ y una "arra de acero de 04 cm de
es&esor re%or3ado est instalado invertido tem&oral !ormig)n
&royectado(
l "anco se !ace avan3ar $ m en cada lado$ y se instalan las &atas
de los arcos de acero$ Eunto con &ernos y !ormig)n &royectado( 5os
avances de ?$? m incrementales &ermiten la solera a ser e,cavado 0
m &ro%unda en toda la anc!ura de de la &artida$ y esto se rellena
con !ormig)n en masa con dos Eaulas &re%a"ricadas de re%uer3o deacero( A &ro&)sitoconstruido$ auto&ro&ulsado eta&a trans&ortadora
se utili3a &ara trans%erir el !ormig)n de la ota de ; camiones cu m
me3clador( l !ormigonado invertido se mantiene dentro de 0 m de
la cara(
l rea total e,cavada del tnel es de 1444 metros cuadrados(
Cuando la roca es &articularmente &o"re$ un 4 cm de es&esor de
losa de !ormig)n de revestimiento intermedio se instala$ y es
rellenada con !ormig)n( sto es seguido &or un !ormig)n en masa de
revestimiento in situ$ utili3ando 104 mo cuadrados enco%rados , 1.$0
m de largo auto&ro&ulsados( 2a o&eraci)n =nal de revestimiento se
mantiene dentro de I0;0 m de la cara$ &ara garanti3ar un a&oyo
&ermanente tan &ronto como &osi"le( l !ormig)n se suministra a
&artir de dos &lantas en el sitio con ca&acidad m G ! /alida de ;4 &ies
c"icos$ res&aldado &or un .04 t de almacenamiento de cemento(
l avance del tu"o a"etos estuvo &rogramado &ara agosto de 440$
con el segundo siguiente antes del =nal del a-o 440(
l tnel de dos tu"os terminados acomodar tres carriles de
circulaci)n en cada sentido$ con galer+as de cone,i)n del ve!+culo a
044 m intervalos(
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Anlisis del Caso &/nel 0olu,
2 tnel construido en Bolu nos muestra un claro eEem&lo de loim&ortante *ue es un estudio de &re o&eraci)n &ara cual*uier
actividad$ en nuestro caso la e,cavaci)n de un tnel(
/e sa"e *ue cuando uno !ace una e,cavaci)n de un tnel se "usca
*ue se genere el e%ecto arco y as+ &oder tener un sostenimiento
natural 6caso ideal8(
2a &resentaci)n del &ro"lema se !i3o menci)n en los tres &rimeros
su"t+tulos: Historia del tnel Bolu$ Fallas activas en el tnel Bolu y
Cru3ando las %allas activas del tnel Bolu(
Como resumen se tiene *ue tras los dos terremotos en Tur*u+a en
1''' 6Ms K I( y I(?8$ el Ministerio de Carreteras turco im&uso
criterios de dise-o s+smico ms estrictas a las estructuras cercanas a
la 3ona de la Falla del >orte de Anatolia( l Tnel de Bolu y viaductos
Asarsuyu son estructuras clave en la auto&ista *ue une An#ara a
stam"ul$ *ue todav+a esta"an en construcci)n(
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@na revisi)n del dise-o s+smico se re*uiere &ara *ue coincida con los
nuevos criterios de dise-o(
2o *ue se necesita reali3ar es lo siguiente:
Actuali3aci)n del sitio de estudio s+smico es&ec+=coL 5esarrollo de los movimientos de tierra dise-oL(
5etecci)n s+smica de tnelesL
2a evaluaci)n detallada dinmico de tneles y viaductos
5esarrollo$ con un costo y re&ortar las re&araciones necesarias
y las medidas de conversi)n(
/e sa"e *ue en una e,cavaci)n se &uede encontrar con di%erente sucesos
en el maci3o rocoso como : Presencia de agua$ gases $ contactos tect)nicos$
estallido de rocas$ #rstico y &resencia de %en)meno de intem&erismo(
n este caso del Tnel de Bolu se encontraron con una estructura geol)gicos
&ero el &ro"lema %ue *ue no !icieron un adecuado estudio del medio 6lugar
donde ocurre la e,cavaci)n8 $ los encargados de esa rea &ensaron e
intuyeron *ue era una %alla *ue ya no era activa$ &ero cuando ocurri) el
terremoto se dieron cuenta *ue esa %alla esta"a activa L la construcci)n ya
esta"a avan3ada &ero se necesita un cam"io de &lanes &ara la construcci)n
tratando de so"rellevar ese &ro"lema(
/i se !u"iera !ec!o un "uen estudio$ se !u"iera dise-ado el tnel de modo
*ue no &ase &or la %alla o *ue tenga el m+nimo e%ecto &or la %alla( l !ec!o
de *ue el tnel ya !aya estado avan3ado en su dise-o y &er=l !i3o *ue sesiguiera las mismas es&eci=caciones &ero con adicionales de so&orte$ esto
trae un mayor costo &ara la em&resa *ue est encargada de reali3ar dic!o
&royecto(
ste caso nos muestra lo im&ortante *ue es un "uen estudio del medio
antes de comen3ar a reali3ar una o&eraci)n *ue involucre el
com&ortamiento del maci3o rocoso(
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