INTRODUCCION
El presente informe de la construcción de la carretera Carhuaz- Chacas- San Luis, así como del puente y el túnel, muestra el avance de la ingeniería, a su vez la investigación y responsabilidad por parte del personal y los ingenieros que laboran en esta obra de gran envergadura. La Ruta AN-107 o Carretera Carhuaz - Chacas - San Luis, también denominada Vía Olímpica,
es una carretera departamental asfaltada en construcción que atravesará las provincias de Carhuaz, Asunción Carhuaz, Asunción y Carlos Fermín Fitzcarrald en el departamento de Áncash. de Áncash. Esta vía circundará los nevados Huascarán, Contrayerbas, Cancaraca y Ulta, haciendo posible la unión del Callejon de Huaylas y la Sierra Oriental de Áncash, mediante el Túnel Punta Olímpica de 1.4 km.1 km.1 Su construcción se inició en abril de 2011 y tiene previsto culminarse en febrero de 2013 Se sabe que esta carretera y las otras obras ya antes mencionada se tenían previstas desde hace mucho tiempo, como dicen las siguientes palabras: "Por decisión política del Presidente Regional, César Álvarez Aguilar, se dio inicio a este gran sueño postergado por muchos años y dentro de poco será una realidad, permitiendo que nuestros hermanos ancashinos mejoren su calidad de vida, así como el mejoramiento del intercambio comercial y la apertura de nuevas rutas turísticas para nuestros visitantes, entre los que se encontrará el túnel trasandino más alto del mundo". A continuación presentamos el presente trabajo para que Ud. Optenga mayor información de esta obra.
OBJETIVOS
OBJETIVOS GENERALES Fortalecer nuestros conocimientos teóricos. OBJETIVOS ESPECIFICOS Conocer más a fondo las técnicas aplicadas en las obras. Utilizar las estrategias ingenieriles en el trabajo de campo. Dar solución a los imprevistos y a los problemas que se presentan en campo debido a la temperatura, a la inestabilidad de taludes o al material a utilizar. Adquirir más conocimientos prácticos. Tener en cuanta el lugar de construcción para no tener problemas con el posible cizallamiento y aplastamientos del asfalto.
La carr etera en c on stru cc ión, tiene las sig uientes característic as
Longitud: 100km Altitud: KM 50 se ubica el punto mas alto a unos 4891.5 msnm (Zona de nevados) Radio: Varia entre los 12m - 300m Velocidad directriz: 30 km/h Bombeo: 8% Pendiente: 10% Base granular: 15 cm Capa asfáltica: 25 cm, asfalto elástico modificado 180° Temperatura: varia entre los Drenaje: Cunetas trapezoidales, para poder realizar con facilidad la limpieza de las mismas en caso de ocurrir los derrumbes ya que existen tramos donde el terreno es inestable. Materiales: coluviales y aluviales para prevenir las lluvias
Para dar inicio a la construcción de la Carretera se realizaron los s i g u i e n t es e s t u d i o s :
Levantamiento topográfico: en detalle el seccionamiento se realizo cada 10 m en curvas y 20 m en tramos longitudinales o rectos. Creando así una malla de diseño que permite replantear el eje de la vía que indica el proyecto ya que debe estar mejorado. Se observo los taludes tanto altos como bajo, en el caso de taludes altos se tubo que realzar un corte directo y darle la forma de escalones cada 7 m y 6m llamados banquetas para estabilizar el terreno analizando el tipo de terreno. Ya que al realizar un corte se genera inestabilidad mas aun en las épocas de lluvia. La topografía permite hacer mediante la malla de diseño el replanteo para conocer el volumen de tierra a mover así como extracción y relleno de acuerdo al material existente. El material extraído muchas veces cumple condiciones para volver a ser utilizado como material de relleno, pero existen casos en que este material no sirve de manera que tenemos que hacer mezclas para lograr un buen producto; suele pasar que tenemos que rellenar con material de prestamos y tenemos que extraer de canteras y esto genera aun mas gasto ya que el material a eliminar debe ser transportado hasta un botadero. En el caso de la obra cuentan con tres canteras que permiten el desarrollo con total normalidad de la misma. La finalidad de conocer todos estos datos y hacer el replanteo permitirá realizar la Programación de la obra, tanto como tener el presupuesto. Conocer el tiempo de ejecución de la obra te permitirá mantener un control del avance de la misma y manejar los tiempos de trabajo de los equipos.
OBRAS ADICIONALES AL NO ESTAR INCLUIDO su Drenaje: Al inicio de la obra se observo que el drenaje no era adecuado; al hacer el recorrido nos dimos con la sorpresa de que pobladores tienen chacas muy cerca a la carretera y esto afecta en gran marea al no contar con ningún dren. Al regar en las chacras el agua se filtra y va pasando por debajo de la plataforma donde se cuenta con material grueso y fino por ende el agua va llevando el material fino y dejan vacíos de manera que al ingresar un vehículo en esa zona se genera un abollamiento. Se concluye que el drenaje es muy importante permite proteger la vía del agua y la lluvia, para no tener que sufrir deterioros y tener que volver a hacer la carretera.
Los materiales que se adquieran para el drenaje deben ser adecuados a la zona a parte que la obtención de ello debe tener un costo módico, la profundidad del drenaje es de 1.2m de bajo de la subrazante, es un dren convencional de un material granular cubierto con un geo textil para que el agua no se lleven los limos con una tubería perforada que conduce las aguas con una pendiente paralela a la vía la cual entrega agua a una alcantarilla.
Muro en voladizo: Esta carretera de tercer orden, cuenta con un muro en voladizo (carretera en voladizo) por lo angosta que es esta vía.
Como la carretera era angosta la única alternativa fue hacer un muro en voladizo que permitió ampliar la vía de 3.4 hasta 7.2m creando así dos carriles uno de ingreso y otro de retorno. Esta alternativa de solución rompe retos de la ingeniería en carreteras, es la segunda vez que ODEBDRECHT- PERU construye una carretera en voladizo.
OBRAS ADICIONALES: Pontones: Esta construcción cuenta con 36 pontones que son menores de 10m de longitud.
Puente: También contamos con un puente pos tensado en el Km92 en chacas, que se detallara en otra parte de este informe.
Muros de contención: Estos son enrocados, permite contener los taludes eso si los taludes no soy mu altos.
Para la elaboración del asfalto mo dificado c on p olím eros n os dirigim os a la planta de asfalto de don de se recogió la siguiente inform ación :
Una vez en la planta contamos con un rio cerca para utilizar el agua en el lavado de los agregados, el agua que obtienen después del lavado es conducida a una posa que por medio de filtración la purificada y devuelta al rio para no alterar su composición. Cuentan una chancadora con un chancado de 60pulgadas con una mandíbula de 90 pulgadas,
en esta zona no se cuenta con una arena de buena calidad por que se encuentra en una zona alta o muy elevada. Así que se necesita generar arena para lo cual cuenta con una chancadora subprimaria y para generar mas arena se obtuvo un conobar. Para el diseño del asfalto se utiliza 30% de arena y 70% de grava (3/4”).
Ya en el laboratorio se hacen las pruebas en primer lugar la prueba de penetración y así conocer su grado de penetración, trabajan con una viscosidad de 120.5 El asfalto modificado se trabaja desde el 2011 ya que recién desde este año se obtuvieron las especificaciones técnicas, este asfalto dura de 20 años en adelante. Se realizan otras pruebas: para determinar el grado de hidratación con el equipo llamado Copa de alfadetera para determinar la ductilidad y flexibilidad, en la obra existen una serie de variaciones en el día cuentan con una temperatura de 12° y en las noches baja hasta -1°apox. pruebas de envejecimiento para saber en cuanto tiempo sufrirá ese cambio, pues se le somete a una temperatura elevada en una hora. Prueba de viscosidad El lavado de asfalto con el TRICLORITILENO.
El paquete estructural de la vía cuanta con 15 cm de base granular y 2.5 pulgadas de asfalto el cual es un asfalto modificado con polímeros. La importancia del asfalto modificado con polímeros radica en que tiene más duración que el asfalto convencional, en el caso del costo el modificado cuenta con un 25% de incremento en l costo, pero sus beneficios son altos.
Los beneficios son que se resiste a la variación de la temperatura de manera brusca es mas elástico y no tiende a sufrir ni abollamiento ni cizallamiento por esta variación. La temperatura del asfalto que se obtiene en la planta es de 180° para que llegue a la vía a una temperatura que varia entre los 140-165°, para su adecuada aplicación logrando una optima compactación.
Fue diseñado por el ingeniero Francisco Orellana, y el postensado fue subcontratado. Es un puente de más de 20m., 25m. de luz. Por recomendaciones de la Norma de Puentes para mayores a 20m. el sistema de viga-losa no funciona, por lo que se ha optado por hacer un puente postensado.
Es el puente mas largo de todo el trayecto de la obra, luego se tiene pontones de 10m. 8m. que se trabajan como viga-losa. Como ingeniería se ha mejorado, ya que el puente estaba planeado como viga-losa. Se gestionó con la empresa para poder hacer la modificación, por supuesto con el respectivo deductivo y adicional que corresponde; por la seguridad sobre todo que este puente funcione. También se tuvo consultores externos para la ayuda con el postensado.
PROCESO: En cuanto al proceso no se ha usado como falso puente un encofrado abajo, sino se ha utilizado un relleno. Colocaron 3 tuberías de TMC de 48” para que pueda pasar el afluente del agua. Rellenaron el material a la altura de la losa, por supuesto todo controlado con topografía y se hizo el vaciado de un solado de 20 cm. Para tener una plataforma uniforme. Después de hacer la plataforma con ese solado a nivel controlado, primero encofraron la base de las vigas que se iban a postensar. Observaron que el cauce no pudo ser controlado por esas 3 tuberías de TMC, por lo que se tuvo que desviar el cauce con todo un trámite.
POSTENSADO: Se colocó la viga, se colocó el acero. Acero utilizado:
: Acero Pasivo
Es el acero que tiene las vigas, la losa para controlar efectos de flexión, corte, incluso torsión. Para eso están los diafragmas, todo ese acero como si fuera una viga losa. : Es el acero para el postensado. Acero Activo
El torón que utilizaron tuvo una fluencia de 18000 Kg/cm3. Entonces: Pusieron el encofrado de la base de la viga. Luego colocaron el acero pasivo, con sus estribos como si fuera una viga-losa normal. Encofraron una de las caras de las vigas. Los torones no se colocan abajo, se colocaron con una catenaria. Para hacer esta catenaria el proyectista dio las medidas bajo el diseño que van a requerir, brindándoles la información de las abscisas y ordenadas. Con esa información en una de las caras de la viga marcaron y colocaron una tubería, un ducto. El acero postensado no va directo al concreto, sino va a un ducto metálico. Pasaron con la catenaria de diseño y después pasaron los torones.
Siguiendo con la explicación del puente se nos explicó que se han pasado 12 torones en cada ducto y en cada viga. Se han pasado 2 ductos por viga, después se termina de encofrar la cara de la viga. Se nos explicó también que utilizaron encofrados ULMA, que son encofrados bien prácticos para armar y tener un avance inmediato.
Luego que encofraron vaciaron con concreto de 350 las vigas. Se ha puesto los dispositivos para poder anclar, para poder hacer el postensado y se a esperado que se llegue a un 90% de la resistencia de diseño. Previo a eso se ha terminado de encofrar la losa, se ha puesto todo el acero que se requiere para la losa. Luego han vaciado la losa y después cuando han llegado al 90% de su resistencia con unos datos hidráulicos han postensado a 300 toneladas. Han realizado un refuerzo en los apoyos. Aparte del diseño realizaron un análisis que el corte iba hacer mayor en los apoyos, por lo que utilizaron estribos a 5cm. Por lo que se encuentra bien entupido el acero sobre todo en la zona de corte, ya que a 300 toneladas hiba a crear tantos esfuerzos que podría fisurarse. Por el mismo hecho de tener un acero tan tupido incluyeron un cambio de diseño de mezcla. El concreto de piedra de
¾ tuvo que cambiarse con piedra de ½.
Los vaciados se hicieron con bomba, todo esto con la respectiva supervisión, que con los manómetros identificaban si se a llegado al postensado requerido a las 300 tn., controlando también las presiones. Después de haberles aprobado la supervisión, bajo el protocolo requerido, pasaron al vaciado del ducto. Los torones se han postensado y tienen que vaciarse con concreto por dentro que es una lechada. El relleno se hizo por que se tenia material, se tenia la maquinaria y es mucho más rápido un relleno controlado. Se nos explico que el ducto es un material de acero galvanizado, viene protegido de 10 cm y los torones son de 0.6”. Los torones se colocaron en paralelo.
GENERALIDADES DEL PUENTE: En este puente han utilizado encofrado modular, es un puente mas económico ya que el postensado te da la propiedad de reducir el espesor de la losa. Realizaron un encofrado modular, ya que utilizar un método convencional quedaba muy costoso. Los estribos del puente tanto el derecho como el izquierdo suman casi 600 cubos de concreto, pero normalmente tienen la capacidad de vaciar 60 cubos por día (rendimiento). El proceso de postensado se hizo de forma alternada y al 50% de esa fuerza en cada estribo.
SOBRE EL PROYECTO El proyecto de la construcción del Túnel de la Punta Olímpica esta ubicado en la divisoria continental de aguas de la Cordillera Blanca, inicia en la progresiva Km 230+049 y termina en el Km 230+050 de la Carretera Carhuaz-Chacas, dentro del Parque Nacional Huascaran (PNH). El Túnel de la Punta Olímpica corresponde a un tramo de la carretera Carhuaz – Chacas – San Luis.
El punto más alto del tramo Carhuaz – Chacas se encuentra en la cota 4891.5 msnm, es por esta razón que nuestro túnel cuenta con dos frentes, el de la entrada que comprende el FRENTE CARHUAZ y el de la salida FRENTE CHACAS.
El diseño del túnel ha sido ejecutado para propósitos de tráfico vehicular, según las normas técnicas del MTC, tiene una longitud de 1 360 metros, cuya entrada está ubicada en la cota 4 700 y la salida en la cota 4 600. Se consideró una longitud inicial de 510 m., que luego fue modificada debido a la reubicación y ampliación del túnel a
causa de generar mayor seguridad a los usuarios, mayor seguridad en la construcción y menor Impacto Ambiental.
La sección transversal típica es una sección final semicircular con 7.55 m de ancho por 6.55 m de alto, es un sistema variado achatado suficiente para el paso de ómnibus de pasajeros y camiones de carga convencionales. Su diseño dispone de una zona de ensanche para el cruce.
La secuencia de construcción es la siguiente: 1. Movilización del equipo, maquinarias, insumos y materiales para la obra. 2. Construcción de Campamentos, talleres y la infraestructura necesaria para la excavación del túnel.
3. Acondicionamiento del depósito de materiales excedentes.
4. Construcción del túnel. Trabajos de estabilización de los taludes de corte y sostenimiento en zonas inestables.
5. Desmovilización y abandono de obra. El campamento estará ubicado al costado de la carretera Carhuaz – Chacas a menos de 1 km del portal Carhuaz. El campamento consistirá de oficinas, cocina, comedor, entre otros ambientes; estará cercada con una malla metálica por seguridad, asimismo se ubicaron baños portátiles en el campamento. Las horas de trabajo son 12 por jornada, el día se divide en dos turnos, de 7a.m. a 7p.m., pues el trabajo en el túnel es constante, no existe descanso ni domingos ni feriados. En recursos humanos se cuenta con un RP en cada lado, que es un ingeniero con experiencia, también se dispone de un RF a cada lado, que es un ingeniero junior, se dispone de capataz, obreros, 3 perforistas en cada lado, ayudantes de perforación, disparador de carga, controlador de volquetes, y peones que es el ultimo rango. Asimismo se cuenta con equipos de apoyo, como son: de enfermería, de hidrología, de seguridad, apoyo de calidad del laboratorio para concreto, entre otros.
Con respecto a la perforación del túnel, el rendimiento es de 100 taladros por jornada. Se tiene distinto tipo de material en los frentes del túnel, siendo el FRENTE CHACAS el de mayor trabajo y mayor cuidado por tener una roca más frágil, y es este frente el que posee menor avance.
El material extraído del túnel será acondicionado en un depósito de materiales excedentes que estará ubicado al pie del túnel Portal Carhuaz en una depresión natural, sobre un basamento rocoso estable y un suelo delgado, la pendiente promedio del terreno es de 40% en la cota 4 600 msnm. Tiene un área total útil de 5,2 ha que se puede ampliar y el talud final del depósito de materiales excedentes estará con una pendiente de 32%.
SOBRE EL MEDIO AMBIENTE El relieve en general es montañoso. Al pie del nevado se aprecia la presencia de dos lagunas glaciares rodeadas de morrenas.
FLORA En la Zona del proyecto, por encima de 4 600 msnm, casi no crece vegetación. Solo es posible hallar, entre rocas y afloramientos líticos, ejemplares muy dispersos de vegetación alto andina. Mas distante al proyecto, por debajo de 4 600 msnm, la vegetación desarrolla algo mejor, con variados tipos de vegetación como: Tipo vegetación alto andina, tipo bosque, tipo laderas de piedra, tipo pastizales, tipo pantanos, tipo turberas. FAUNA En la Zona del proyecto, por encima de 4 600 msnm, la fauna silvestre es casi ausente, debido a las rigurosas condiciones de clima que imperan. Entre los mamíferos se reportan vizcachas. Entre las aves alto andinas están: Acaca, chinalinda, pato andino, yanavico, gaviota andina -estos últimos tres, ligados con los ecosistemas de las lagunas cercanas-. Mas distante al proyecto, debajo de 4 600 msnm, hay más variada fauna. Las lagartijas de puna frecuentan las rocas y los manojos de hierba en el día, que los protegen del viento y descansan en la noche debajo de las piedras. Algo lejos de la zona del proyecto están venados y pumas, que se mantienen distantes de las personas. También hay vizcachas, en las zonas rocosas. Especies de fauna en peligro de extinción, como vicuñas o venados, se encuentran lejos del Área de Influencia Directa.
La carretera que interconecta Carhuaz-Chacas y otros centros poblados intermedios, atraviesa el Parque Nacional Huascaran y facilita el intercambio económico y la integración en el Área de Influencia Indirecta.
En el PNH se realizan prácticas de extracción de recursos naturales renovables. De la flora se extraen especies de uso medicinal, ornamental, para casas, alimenticio, artesanal, combustible. De la fauna se extraen especies para alimento, uso festivo. deportivo, comercial. De los glaciares se extraen bloques de hielo para uso comercial. Del subsuelo se extraen minerales por empresas mineras que tuvieron concesion anterior (Pompey, por ejemplo).
En el Área de Influencia Directa no hay agricultura, tampoco dentro del PNH casi no se practica. En cambio en el Área de Influencia Indirecta hay terrenos de uso agrario a secano.
La actividad turística en el PNH ha crecido considerablemente, en diferentes modalidades: Turismo convencional, Turismo de aventura, Turismo de cultura, Turismo científico.
SOBRE LOS IMPACTOS AMBIENTALES Y PLAN DE MANEJO AMBIENTAL IMPACTOS NEGATIVOS
IMPACTOS POSITIVOS
FASE DE PRE CONSTRUCCIÓN Los ambientales negativos serán mínimos y temporales, traducidos en las emisiones gaseosas de los vehículos, así como por la generación de ruido durante las investigaciones para calicatas y sondeos.
FASE DE CONSTRUCCIÓN
FASE DE CONSTRUCCIÓN
Genera impactos negativos leves y de carácter temporal sobre la calidad del aire, la estabilidad física de las laderas, hábitat alto andino, el paisaje, la migración temporal de la fauna local.
Se identificaron los principales impactos positivos durante la fase de construcción del proyecto que son: Incentivos al turismo, mejora en la transitabilidad de la carretera Carhuaz-Chacas, mayor intercambio comercial e integración de los pueblos, disminución en los costos de transporte para los productos de la zona, incremento de la actividad económica, generación de empleo, elevación de Calidad de Vida de los trabajadores
FASE DE OPERACIÓN
FASE DE OPERACIÓN
Los impactos negativos serán permanentes pero de grado leve: Trabajos puntuales de cuadrillas para mantenimiento de la vía, incremento en el drenaje de la napa freática por el túnel que actuará como colector, modificación del paisaje natural.
Entre los impactos positivos se disminuirá los riesgos de accidentes, mayor intercambio comercial de productos locales, disminución de fletes y pasajes, mayor integración comunal, incremento del turismo, facilidad para integración de provincias.
Los impactos positivos serán:
* Facilidades de acceso por la integración vial, * Mejora del transito vehicular, * Disminución de emanación de gases y partículas al hacer menos recorrido, * Disminución del numero de accidentes y del riesgo, * Adicionalmente el beneficio económico de la zona así como el incremento del empleo temporal y
*
el aumento del PBI local. El balance económico esperado entre ahorro en costos de operación y ahorro en tiempo de viaje versus costos de inversión, mantenimiento y otros es altamente positivo.
CONCLUSIONES Sin lugar a dudas esta experiencia a sido una travesía que reviste una importancia colosal en lo referente a nuestra formación profesional como futuros ingenieros civiles. Logramos identificar la aplicación de nuevas tecnologías de asfalto, el impresionante trazo de la carretera, la optimización en ingeniería para el establecimiento de soluciones.
La importancia de la SEGURIDAD en obra para la ejecución de los trabajos
