TUNELES
•
TUNEL •
•
Es una obra subterránea de carácter lineal, cuyo objetivo es la comunicación de dos puntos para realizar el transporte de personas,materiales,para dar paso al trafico para vehículos motorizados ,ferrocarril o un canal, entre otras cosas. Normalmente es artificial. Un túnel es una obra de ingeniería que para su construcción se requiere de técnicas, productos equipos especiales y de análisis geológicos, geotécnicos e hidráulicos.
OBRAS SUBTERRÁNEAS •
•
•
•
1.1 DEFINICIONES 1.1.1 Obras subterráneas Toda construcción realizada por el hombre en el interior de la tierra con el fin de suplir alguna de sus necesidades se denomina obra subterránea. En desarrollo de esta actividad de ingeniería, bajo la superficie terrestre terrestre se han practicado excavaciones ex cavaciones para extracción extracción de minerales, conducción de aguas, vías de comunicación, sistemas de transporte masivo, depósitos de combustible, industrias, parqueaderos, instalaciones energéticas, botaderos radioactivos, estadios, catedrales, catedrales, refugios, hangares de aviación y otros objetivos. Dependiendo de su destinación, las obras subterráneas subterráneas se pueden construir de diversas diversas formas y magnitudes, destacándose como más comunes las denominadas bajo los nombres nombres de cámaras, pozos pozos y túneles.
1.1.2 Túneles Las obras subterráneas más conocidas son los túneles, pues encuentran una gran variedad de aplicaciones en ingeniería, llegando a tal importancia, que su desarrollo ha marcado la evolución y avance de las demás obras subterráneas. Los túneles, dependiendo de su objetivo pueden ser viales, hidráulicos, comunales, mineros y especiales: cámaras: Son excavaciones en general de grandes proporciones,realizadas para fines mineros, casas de máquinas, depósitos de combustibles, refugios, estadios, e stadios, estaciones de Metro y otros fines. Se caracterizan porque sus dimensiones conforman conforman un espacio grande de magnitudes más o menos similares en todas las direcciones.
•
•
•
•
Túneles viales. Son aquellos que
se construyen con destino a carreteras, ferrocarriles,accesos vehiculares o sistemas de trenes metropolitanos. Túneles hidráulicos. Son construidos para transportar agua, principalmente en hidroeléctricas, hidroeléctri cas, abastecimientos, sistemas de riego, navegación, canalización, etc. Túneles comunales. Son túneles construidos principalmente en las ciudades con destino a pasos peatonales, cables, tuberías, etc. Estos túneles en general se construyen en terrenos blandos, bajo vías, casas y edificaciones citadinas, requiriéndose métodos particulares de excavación excavación para evitar daños en las estructuras superficiales Túneles mineros. Estas son obras subterráneas construidas para acceder a una explotación minera y sirve sir ve como vía para transportar materiales extraídos y suministros de explotación. También hay túneles mineros entre diferentes frentes de explotación del yacimiento. En general estos túneles tienen carácter temporal, temporal, supeditados al tiempo requerido para explotar los minerales, luego de lo cual la obra se abandona
•
Túneles especiales. Se construyen con destinación específica y pueden ser para instalar drenajes o equipos, investigar un lugar, realizar pruebas, maniobras militares, militares, alojar bandas transportadoras, transportadoras, etc. Su geometría, método constructivo y estructura estructura se acomoda al objeto del túnel.
POR SU UBICACIÓN RESPECT RESPECTO O A LA GEOGRAFÍA FÍSICA DEL LUGAR, LOS TÚNELES PUEDEN SER: •
En montaña. Cuando la obra se realiza para atravesar un obstáculo montañoso del relieve. Estos túneles se construyen para acortar distancias en las conducciones y vías de comunicación.
•
En plano. Cuando el túnel se construye en terrenos planos, generalmente ubicados en las ciudades, para dar solución a una vía o conducción. Tal Tal es el caso de los túneles para Metro, autopistas urbanas, conducciones hidráulicas. En general estas son obras excavadas en suelos .
•
s e construyen para para salvar el Subacuáticos. Se llaman así los túneles que se obstáculo de una corriente superficial de agua, tales como un río, canal o estrecho de mar. mar. El túnel subacuatico más largo del mundo, ilustrado en la Figura 3, se construyó en Japón, bajo el estrecho de Tsugaru2 para unir las islas de Honshu y Hokkaido. Su construcción se inició en 1973 1 973 y concluyó en 1983.
DEPENDIENDO DE LA PROFUNDIDAD, PROFUNDIDAD, TAMBIÉN TAMBIÉN DENOMINADA COBERTURA O TECHO, LOS TÚNELES PUEDEN CLASIFICARSE EN: •
Subsuperficiales. Si la cobertura no supera 50 m. En esta clasificación se encuentran todos los túneles construidos en las áreas urbanas.
•
Poco profundos. Si la profundidad se encuentra entre 50 y 200 m. En esta clasificación se encuentra una inmensa cantidad de túneles cortos y medianos construidos en montaña.
•
Medianamente profundos. Cuando la cobertura está entre 200 y 500m. Algunos túneles medianos y largos construidos en montaña se encuentran en este intervalo de profundidades.
•
Profundos. Construidos con coberturas de 500 a 1000 m Muy Profundos. Cuando las profundidades de construcción superan 1000 m.
•
EN RELACIÓN CON LA LONGITUD, LOS TÚNELES PUEDEN CLASIFICARSE COMO:
•
•
•
•
•
Cortos. Si la longitud no supera 500 m. Medianos. Si la longitud se encuentra en el rango de 500 a 2000 m. Largos. Cuando la longitud tiene entre 2 y 5 km. Muy largos. Si la longitud supera 5 km.
•
•
•
•
•
•
•
DEPENDIENDO DE SU GEOMETRÍA TRANSVERSAL LOS TÚNELES PUEDEN SER : Circulares, En Herradura, En Bóveda y Rectangulares. En la sección transversal transversal de un túnel se distinguen los siguientes elementos geométricos:
Hastíales. Son la parte lateral de la sección. También se les denomina paredes. Pueden ser rectos o curvos. Bóveda. Es la parte superior de la sección. También se le denomina clave. Es curva y solo puede ser plana en túneles de sección rectangular. Solera. Es la parte inferior de la sección. También se le denomina piso. Puede ser recta recta o curva.
METODOS DE EXCAVACIONES SUBTERRANEAS MATERIAL A EXCAVAR (ROCA O SUELO) ROCA(con disparo)
EXCAVACION CON PERFORACION Y VOLADURA
SUELO(SIN DISPARO) EXCAVACION MECANICA
UTILIZACION DE EXPLOSIVOS
TUNELADORAS TUNELADORAS (TBM), ROZADORAS, MARTILLOS DE IMPACTO
ENERGIA: PRESION DE GASES Y ENERGIA DE VIBRACION
ENERGIA: EN PUNTA DE MAQUINA, SUPERANDO RESISTENCIA DE ROCA
EXCAVACIONES MECÂNICAS CON ESCUDO •
•
Se usa generalmente, en terrenos blandos, no cohesivos, compuestos de arena suelta, grava o limo y todo tipo de arcilla. Es un cilindro formado por planchas de acero soldadas entre sí.
•
•
EXCAVACIONES MECÁNICAS CON MÁQUINA JUMBOS ELECTROHIDR AULICOS
•
EXCAVACIÓN MECÁNICA CON MÁQUINAS INTEGRALES PRESURIZADAS
FORMAS Y METODOS DE PERFORACION DE TUNELES
FORMA DE HERRADURA
FORMA DE “D”
FORMA FORMA CIRCULAR CIRCULAR
FORMA CUADRADA
HERRADURA
CIRCULARES
DOS NIVELES
TIPO HERRADURA – HIDRAULICO
TIPO HERRADURA CONCAVA – HIDRAULICO
TIPO HERRAD HERRADURA URA - MINER MINERIA IA
TIPO TRAPE TRAPEZOID ZOIDAL AL - MINER MINERIA IA
METODO SIN DISPARO •
•
Método TBM (Tipo Escudo o Topo) La excavación excavación de túneles por el método de escudo se usa generalmente, en la actualidad, en terrenos blandos, no cohesivos, compuestos de arena suelta, grava o limo y todo tipo de arcilla, o en mez m ezcla cla de cualesquiera de ellos. Es indispensable estar debajo del nivel freático.
•
(Túnel Boring Machine) Machine) La TBM (Túnel
es un cilindro formado por planchas de acero soldadas entre sí. Tiene un diámetro ligeramente mayor mayor que el exterior del revestimiento del túnel. Además existen varios métodos para atacar las caras de túneles perforados a través través de la roca. Otros métodos distintos dependerán de la medida del túnel, del equipo disponible, de la formación y de la cantidad de ademes que se necesiten.
TBM (T (Túnel únel Bor Boring ing Mac Machine hine))
METODO CON PERFORACIO PERFORACION NY VOLADURA • •
•
Ataque de toda la cara: cara : Cuando se perfora el túnel con el método de ataque en toda la cara, se perfora todo el frente o cara, se cargan los agujeros, y se hacen detonar los explosivos. Los túneles pequeños cuyas dimensiones no exceden de 10pies, se perforan siempre con este método. Los grandes túneles en roca se perforan perforan con este método. Debido al desarrollo de los taladros de carretilla y de plataforma, la popularidad de este método ha ido cada vez en aumento en la perforación perforación de grandes túneles. Puede montarse montarse varios taladros en la parte anterior de una plataforma plataforma para hacerlos operar simultáneamente simultáneamente con alta eficiencia.
• •
•
Método de terrazas: El método de terrazas para la perforación de un túnel, implica la perforación de la porción porción superior del túnel antes de perforar la parte inferior, como se ilustra en la figura: Si 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. Si la roca está muy quebrada, la cabeza superior puede aventajarse mucho con respecto a la terraza y puede utilizarse ésta para apoyar los ademes del domo. El desarrollo de la plataforma de taladros ha reducido reducido el empleo del método de terrazas para la perforación de túneles.
• •
Método de derivadores: Al perforar un túnel grande, puede ser ventajoso perforar un túnel pequeño, llamado derivador, a través de toda o una porción de la longitud del túnel, antes de excavar excavar todo con el taladro. Los derivadores, pueden clasificarse como centrales, laterales, inferiores o superiores, dependiendo de su posición con respecto al taladro principal. La figura muestra la posición de cada uno de los tipos de derivadores:
El empleo del método de los derivadores para la perforación de un túnel tiene ciertas ventajas y desventajas .
Ventajas: Cualquier 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 ayudará a la ventilación del túnel d urante las operaciones subsecuentes. Puede reducirse la cantidad de explosivos necesarios Derivadores laterales pueden facilitar la instalación de los ademes para sostener el domo, especialmente para un túnel perforado a través de roca quebrada.
Desventajas: La perforación del taladro principal tiene que demorarse hasta que haya terminado el derivador. El costo del taladro y manejo de los escombr os en un derivador pequeño será elevado debido a que la mayor parte del trabajo tiene que hacer se a mano en vez de con equipos mecánicos
Condicio Cond iciones nes en la cons construcc trucción ión de de un un túnel
EQUIPOS SOBRE RIELES
EQUIPOS SOBRE NEUMATICOS
El sistema usual consiste en dividir el túnel en dos partes, una superior o bóveda y otra inferior en banqueo. La Bóveda se excava como si se s e tratara de una galería y el banqueo, que irá retrasada con respecto al avance de la bóveda.
El banqueo puede ser horizontal o vertical.
1 2 3
1
2
1
2
3
DIFERENTES MANERAS DE LOGRAR LA SECCION DEL TUNEL
