MÉTODOS DE PERFORACIÓN DE TÚNELES En construcción de túneles, los pozos sirven como punto de partida para la excavación en roca o en material firme, o con escudos. En túneles largos, como son los acueductos, se utilizan varios pozos, para dividir la construcción en secciones más cortas en las que se pueda trabaj tra bajar ar sim simult ultáne áneame amente nte,, en los tún túnele eles s par para a veh vehícu ículos los,, esp especi ecialm alment ente e par para a tún túnele eles s subacuáticos excavados con escudo, se utilizan los pozos para los edificios de ventilación. os pozos se ent entiba iban n con elemento elementos s le! le!oso osos s de la mis misma ma man manera era que los túneles túneles en materiales de la misma naturaleza.
"ara los pozos en roca se utiliza la madera para evitar que la roca suelta se desprenda de los muros, cubre por lo general, una distancia apreciable en torno a la excavación. os pozos con fondo abierto # muros fuertes, a menudo circulares o subdivididos en compartimientos, se pueden construir construir afuera sobre el terre terreno no # hundi hundirlos rlos excavando excavando la tierra por debajo de ellos. En suelos secos, se puede excavar directamente$ si ha# agua presente se pueden usar cucharones de almeja # chorros de agua de alta presión para aflojar el terreno # sacarlo. %evisemos en forma esquemática los diversos m&todos clásicos empleados en la perforación de túneles # que se centran fundamentalmente en diferentes secuencias de excavación' Método norteamericano: a excavación excavación se inicia con una galer galería ía superior en el coronamiento coronamiento del túnel túnel,, que se apo#a en listones de avance, postes # cabezales. ( continuación se amplía la excavación entre dos pórticos # se colocan los segmentos del arco superior ad#acentes al coronamiento # apo#ado por postes # puntales extra. )e forman bancos de excavación a lo largo de los lados # se coloca otro segmento de las costillas a cada lado. )e unen con pernos las costillas a la parte
superior # se soportan con una solera temporalmente. El terreno entre costillas se mantiene en su lugar por medio de planchas de revestimiento # se rellenan las oquedades. )e usa en terrenos razonablemente firmes. Método Inglés: %ecibe su nombre por haber sido aplicado en túneles a trav&s del tipo de terreno que usualmente se localiza en *nglaterra, como son las arenas # areniscas. )u principal característica es proceder el avance de la perforación a sección completa del túnel, en una sola operación.
Método Belga: En terreno firme se excava a la mitad superior del túnel, comenzando con una galería central desde el coronamiento hasta el arranque del arco. Esto se amplía en ambos lados, # el terreno se mantiene en su lugar con estacas transversales. Es posible avanzar con la excavación a una distancia considerable antes de continuar con el revestimiento del túnel
Método
Alemán:
)e hacen avanzar dos galerias inferiores,una en cada muro laeteral. En estas galerias se constru#en los muros hasta llegar al techo de las mismas. )obre esto se excavan otras dos galerías # se continúa la construcción de los muros. )e a!ade una galería central superior que se ensancha hasta alcanzar las galerías laterales$ el terreno sobre el arco queda apuntalado por maderos longitudinales # estacas transversales. +espu&s de terminado el revestimiento
del arco se remueve el resto del terreno.
Método Alemán
Modificado: )e aplica en el caso en que durante la operación de perforación del túnel a trav&s de un terreno bastante firme, surja la aparición de agua, lo que origina una alteración en el m&todo lásico (lemán en cuanto a las etapas sucesivas de ataque del frente. Método Austríaco: os austríacos desarrollaron un plan de trabajo basado en la utilización de puntales de madera formando un sistema de entibación. a excavación se realiza como indica la figura'
Método Italiano: onsiste en extraer solo el medio arco más la galería central por la cual se retira la marina, luego se concreta el medio arco, luego se extrae el resto del material por zonas # se van concretando los muros -m&todo similar al m&todo belga.)e desarrollo para terrenos mu# blandos en los que se excava solo peque!as áreas. Es mu# costoso # ha sido suplantado por el m&todo de escudo, exclusivo para terrenos mu# blandos. Método TBM (Tipo Escudo o Topo) a excavación de túneles por el m&todo de escudo se usa generalmente, en la actualidad, en terrenos blandos, no cohesivos, compuestos de arena suelta, grava o limo # todo tipo de arcilla, o en mezcla de cualesquiera de ellos. Es indispensable estar debajo del nivel freático.
a /01 -/unnel 0oring 1achinees un cilindro formado por planchas de acero soldadas entre sí. /iene un diámetro ligeramente ma#or que el exterior del revestimiento del túnel. (demás existen varios m&todos para atacar las caras de túneles perforados a trav&s de la roca. 2tros m&todos distintos dependerán de la medida del túnel, del equipo disponible, de la formación # de la cantidad de ademes que se necesiten.
Ataque de toda la cara: uando se perfora el túnel con el m&todo de ataque en toda la cara, se perfora todo el frente o cara, se cargan los agujeros, # se hacen detonar los explosivos. os túneles peque!os cu#as dimensiones no exceden de 34pies, se perforan siempre con este m&todo.
os grandes túneles en roca frecuencia se perforan con este m&todo. +ebido al desarrollo de los taladros de carretilla # de plataforma, la popularidad de este m&todo ha ido cada vez en aumento en la perforación de grandes túneles. "uede montarse varios taladros en la parte anterior de una plataforma para hacerlos operar simultáneamente con alta eficiencia.
Método de terrazas: El m&todo de terrazas para la perforación de un túnel, implica la perforación de la porción superior del túnel antes de perforar la parte inferior, como se ilustra en la figura'
)i la roca es lo suficientemente firme para que el domo se sostenga sin necesidad de ademes, la cabeza superior se aventaja en un barreno con respecto a la cabeza inferior. )i la roca está mu# quebrada, la cabeza superior puede aventajarse mucho con respecto a la terraza # puede utilizarse &sta para apo#ar los ademes del domo. El desarrollo de la plataforma de taladros ha reducido el empleo del m&todo de terrazas para la perforación de túneles. Método de deriadores: (l perforar un túnel grande, puede ser ventajoso perforar un túnel peque!o, llamado derivador, a trav&s de toda o una porción de la longitud del túnel, antes de excavar todo con el taladro. os derivadores, pueden clasificarse como centrales, laterales, inferiores o superiores, dependiendo de su posición con respecto al taladro principal. a figura muestra la posición de cada uno de los tipos de derivadores'
El empleo del m&todo de los derivadores para la perforación de un túnel tiene ciertas ventajas # desventajas. !enta"as: ualquier zona de roca mala o excesiva cantidad de agua se descubrirá antes de la perforación de todo el túnel, permitiendo así que se tomen pasos correctivos con anticipación. El derivador a#udará a la ventilación del túnel durante las operaciones subsecuentes. "uede reducirse la cantidad de explosivos necesarios +erivadores laterales pueden facilitar la instalación d e los ademes para sostener el domo, especialmente para un túnel perforado a trav&s de roca quebrada. #esenta"as: a perforación del taladro principal tiene que demorarse hasta que ha#a terminado el derivador. El costo del taladro # manejo de los escombros en un derivador peque!o será elevado debido a que la ma#or parte del trabajo tiene que hacerse a mano en vez de con equipos mecánicos. BIBLIOGRAFÍA:
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Excavación túneles -construcción Contenido
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1 Concepto
o
11 Per!orac"#n $ %ola&ura
o
1' E(ca%ac"#n )ec*n"ca
o
1+ Otro, t"po, &e e(ca%ac"#n
o
1- Cr"ter"o, &e elecc"#n &el ,",te)a &e e(ca%ac"#n ' ./a,e ta)0"/n
oncepto a construcción de un túnel comienza con la excavación del mismo. +entro de los tipos de excavación se distinguen los m&todos de perforación # voladura de los m&todos mecánicos. a elección de uno u otro m&todo dependerá del tipo de terreno que se va#a a excavar, # de la presencia de nivel freático.
$erforaci%n & oladura a perforación # voladura es un m&todo que se emplea en el caso de que el terreno por el que discurre la traza del túnel sean rocas. Estos materiales son difícilmente disgregables a partir de rozamiento mecánico, o se encuentra en estado masivo. "or ello, se recurre a realizar perforaciones sobre el frente de ataque los cuales se rellenan con material explosivo. on la detonación de los explosivos se produce una reacción explosiva que genera una energía en forma de presión de gases # energía de vibración que se capaz de romper la estructura de la roca. +espu&s, se perfora la roca disgregada con martillos manuales accionados por aire comprimido o con martillos hidráulicos montados sobre una máquina automóvil.
E'caaci%n mecánica En cuanto a la excavación mecánica, se concentra en la punta de un útil de corte en contacto con el terreno, de forma que el terreno se quebranta por penetración o indentación, así como a tracción # cizallamiento. Existen tres m&todos de excavación mecánica, dependiendo de la resistencia del terreno'
%ozadora. as rozadoras son máquinas de ataque puntual, realizado por medio de un brazo desplazable que bate la sección de excavación. a cabeza rotatoria está provista de picas de fricción que al incidir sobre la roca, arrancan f ragmentos de esta. Estas máquinas disponen de un chasis móvil sobre orugas # un sistema para recoger # transportar el escombro.
/uneladora. as tuneladoras son máquinas que permiten excavar la sección completa del túnel, que generalmente es circular. Estas máquinas convierten la energía mecánica generada por motores el&ctricos en un par de rotación en la cabeza giratoria, que aporta la energía mecánica a los discos de corte. Estos discos, al rotar sobre el terreno, transmiten la energía a la roca, que se disgrega en lajas. as tuneladoras son capaces de excavar la roca, retirar el escombro # aplicar el revestimiento del túnel, por lo que al avanzar la máquina deja el túnel terminado detrás de sí.
1artillo hidráulico. En una máquina de ataque puntual, donde la energía se genera por motores el&ctricos o diesel # se transmite hacia el puntero, situado en el extremo del brazo articulado de la máquina.
tros tipos de e'caaci%n "or otro lado, la excavación de los túneles tambi&n se puede realizar con pipe5jac6ing o con la t&cnica de falso túnel -cut5and5cover. El pipe5jac6ing es una t&cnica de excavación de túneles por la que se hinca sobre el terreno una sección metálica que corresponde con la sección bruta del túnel, sirviendo de sostenimiento para que el terreno no se desmorone. Esta t&cnica se utiliza en terrenos fácilmente disgregables, donde tras el sostenimiento de las tierras se puede realizar la excavación por m&todos manuales o rozadoras. 2tra versión es el cut5and5cover. Este m&todo consiste en la realización de un desmonte en la localización del túnel, con un vaciado de toda la tierra desde el túnel hasta el terreno natural. "osteriormente, se constru#e el túnel # se recubre una vez finalizado.
riterios de elecci%n del sistema de e'caaci%n a elección del sistema de excavación depende de varios condicionantes, como son'
%esistencia del terreno (brasividad de la roca
7orma # dimensiones de la sección
oste de la maquinaria
8ibraciones
8&ase tambi&n
/úneles -explotación, /úneles -construcción, )ostenimiento túneles -construcción, %evestimiento túneles -construcción, *nstalaciones túneles -construcción ategoría' /úneles -onstrucción
8*("E+*( 9 onstrucción 9 /úneles -onstrucción
