INTRODUCCION
La construcción de túneles en materia vial, requiere el uso de maquinarias especiales o el método de excavación por voladuras, que ha sido el escogido por nosotros. El túnel es una obra subterránea destinada a unir dos puntos, entre los cuales se pueden presentar diversos obstáculos que debemos afrontar. El primero primero de ellos lo representa el tipo de terreno a excavar, que puede ser b lando (suelo o rocoso (duro o semiduro, ! dependiendo de sus caracter"sticas se escoge el método a utili#ar para su excavación, !a sea con maquinas o explosivos. Los explosivos se clasifican$ en lentos (la pólvora, violentos (la dinamita, de seguridad (dinamitas especiales para minas de carbón ! mechas ! detonadores (corrientes ! eléctricos. Estos explosivos, en general, ofrecen estabilidad qu"mica, sensibilidad, velocidad de detonación, densidad de encartuchado, gravedad espec"fica, resistencia al agua, emanaciones o humos e inflamabilidad. En el presente traba%o se reali#ara un estudio referente a la construcción de túneles en roca dura mediante el sistema de perforación ! voladura en túneles viales, ! determinar los números de disparos a utili#ar, utili#ar, el cálculo de volumen e xtra"do, determinar la cantidad total de uso de explosivo ! que accesorios se utili#aron para este pro!ecto de construcción del túnel que es la antigua carretera entre santa cru# ! rio grande.
Fig. 1. El túnel de palpa en plena construcción
FACTORES RELACIONADOS CON LA FUNCION DEL TUNEL DE PALPA
LOCALIZACION
TERRENO
En la provincia de palpa (&', entre santa cru# ! rio grande, existe un tramo de )* +m que tiene dos túneles uno grande ! el otro pequeo. La cual nosotros vamos hablar es sobre el túnel grande que se encuentra locali#ado entre grandes cerros desérticos. En la parte inferior de la imagen se encuentra un tipo de roca dura ! uniforme- ! en la parte superior se encuentra un tipo de roca blanda ! diseminada. ara poder empe#ar con la construcción del túnel de palpa se tuvo que obtener que todo el per"metro sea de roca dura ! uniforme
H: ALTURA DEL TUNEL &nicio$ /.)0m 1edio$ /.23m 4inal$ /./3
B: BAE DEL TUNEL DIMENSIONES Y GEOMETRIA
&nicio$ /.50m 4inal$ /.6*m
L: L!N"#TUD DE TUNEL L$ 265.53m
": "RAD#ENTE 7$ )*8 $: A$#%UT: 9 ))*: ;
FORMA ESTRUCTURAL
METODO DE CONSTRUCCIO N
EQUIPAMIENT O
#.
La naturale#a del terreno ! el método de construcción influirá de un modo decisivo sobre la forma de la estructura, ! hablando sobre el túnel de palpa la forma que adquiere es cuadrangular con las esquinas superiores curveadas adquiriendo la forma de un arco, ! las esquinas inferiores ortogonales La selección del método está limitada no solo por las condiciones del terreno, sino también por los recursos disponibles ! en su más amplios sentido. El método a utili#ar para el túnel de palpa es la perforación con barrenos ! explosivos (dinamita. El túnel terminado consta de un asfalto terminado ! nivelado, no consta de ventilación !a que el tramo del túnel es corto ! tampoco consta de iluminación artificial, sino de iluminación natural- ! con un acabado de des quinchado para evitar accidentes.
&#&L! DE TRABA'! DEL #TE%A DE E(&A)A&#!N DE TUNELE %ED#ANTE EL %ET!D! DE *ERF!RA&#!N + )!LADURA. Las partes o traba%os elementales de que consta el ciclo de traba%o caracter"stico de este sistema son las siguientes$
ormigón pro!ectado ! entibación.
1. RE*LANTE! EN EL FRENTE DEL E,UE%A DE *ERF!RA&#!N El esquema de perforación es la disposición en el frente del túnel de los taladros que se van a perforar, la carga de explosivo que se va a introducir en cada uno ! el orden en que se va a hacer detonar cada barreno. ara las siguientes fases (destro#a, existe la posibilidad de perforar el frente, con taladros hori#ontales, o en banco ! con taladros verticales. ara la perforación ! voladura, la sección teórica del túnel se divide en #onas, en las que las e xigencias, tanto de densidad de perforación, como de carga espec"fica de explosivo ! secuencia de encendido son distintas.
-. *ERF!RA&#!N DE L! TALADR! La perforación se hace con el ob%eto de volar cierta porción de roca, para lo cual anali#amos primero la roca ! luego perforamos una serie de taladros, de modo que nos permita usar relativamente poco explosivo para poder volar un gran volumen.
-.1.TE&N#&A *ARA EFE&TUAR BARREN! *ER#%ETRALE -.1.1. EL RE&!RTE: 'onsiste en perforar un número importante de taladros paralelos al e%e del túnel en el contorno, a la distancia conveniente (entre /0 cm. ! )** cm. ! con una concentración de explosivo pequea o incluso nula.
-.1.-. EL *RE &!RTE: 'onsiste en perforar un ma!or número de taladros perimetrales ! paralelos entre s" unas distancias entre 20 cm. ! 0* cm., con una concentración de carga explosiva entre *,) ! *,? +g@m. Esta técnica exige una perforación mu! precisa que asegure un buen paralelismo ! una homogénea separación entre los taladros.
-.-.NU%ER! DE TALADR! Ae puede calcular el número de taladros en forma aproximada mediante la siguiente
ór/ula e/p0rica: N ° de taladros = 10∗ √ B∗h
N ° de taladros =10∗ √ B∗h
ETA*A #N#&#AL B: .23 / H: .13 /
n ° detaladros =10∗√ 4.75 m∗ 4.15 m n ° detaladros =10∗4.43988 n ° detaladros = 45 ( redondeando )
ETA*A #NTER%ED#A B: .24 / H: .-5/
n ° detaladros =10∗√ B∗h n ° detaladros =10∗√ 4.70 m∗ 4.29 m n ° detaladros =10∗4.49
n ° de taladros = 45 ( redondeando )
n ° detaladros =10∗√ B∗h
ETA*A F#NAL B: .64/ H: .5/
n ° detadros =10∗ √ 4.60 m∗4.49 m n ° de taladros =10∗4.5447 n ° de taladros= 46 ( redondeando )
-.-.1. *ERF!RA&#!N %ANUAL &!N 'A&7 LE" F!R%ULA *R8&T#&A. 9NU%ER! DE TALADR! &AR"AD! N =
∗√ S
4
E
+ K ∗S
N: nu/ero de taladros cargados : 8rea de la sección en /etros cuadrados E: distancia entre taladros peri;ricos 7: coeiciente o actor de roca D#T. ENTRE TALADR! 4.4 < 4.33
T#*! DE R!&A Roca tenaces Rocas inter/edias
4.64 < 4.63 4.24 < 4.23
7
Rocas ria=les
-.44 a -.-3 1.3 a 1.2
ETA*A #N#&#AL H: .13/ B: .23 / : H>B ? 15.21-3 /: H>B>9*i@1-? 1C4E: 4.64/ 7: 1.3
N =
∗√ S + ∗ = 4∗√ 19. K S
4
E
0.6
1.4 a 1.-
T#*! DE R!&A Rocas duras di0cil de ro/per Rocas inter/edias Rocas ria=les suaes
ETA*A #NTER%ED#A H: .-5/ B: .24/ : H>B ? -4.16 : H>B>9*i@1-?1.2-1 E: 4.64 / 7: 1.3 ETA*A F#NAL H: .5 / B: .64/ : H>B ? -4.63 /: H>B>9*i@1-?15.122 E: 4.6 / 7: 1.3 /
N =
N =
∗√ S
4
E
∗√ S
4
E
+ K ∗S =
+ K ∗S =
4
∗√ 20.163 0.60
4
+ ( 1.5 ∗18.721 )=
∗√ 20 . 654 0.60
17.96
+ ( 1 . 5∗19.177 )=
0.6
18 . 1 0.
. $!NA DE )!LADURA DEL TUNEL DE *AL*A .1.&UELE. Au finalidad es crear una primera abertura en la roca que ofre#ca al resto de las fases una superficie libre hacia la que pueda escapar la roca, con lo cual se posibilita ! facilita su arranque.
.1.1. &UELE EN *ARALEL! 'onsiste en un taladro vac"o (barreno de expansión, sin explosivos, de ma!or diámetro que el resto (50 a )*2 mm !, a su alrededor, tres o cuatro secciones de taladros cargados que explotan sucesivamente siguiendo una secuencia preestablecida.
.-.T#*! DE &!RTE .-.1. &!RTE ,UE%AD! 7rupo de taladros de igual diámetro perforados cercanamente entre s" con distintos tra#os o figuras de distribución, algunos de los cuales no contienen carga explosiva de modo que sus espacios vac"os actúan como caras libres para la acción de los taladros con carga explosiva cuando detonan. El diseo más simple es de un rombo con cinco taladros, cuatro vac"os en los vértices ! uno cargado al centro. ara ciertas condiciones de roca el esquema se invierte con el taladro central vac"o ! los cuatro restantes cargados. ?.?. DETR!$A: La destro#a es la parte central ! más amplia de la voladura ?./. $A*ATERA: La #apatera es la #ona de la voladura situada en la base del frente, a ras de suelo ?.0. &!NT!RN!: Los taladros perimetrales o de contorno son importantes pues de ellos dependerá la forma perimetral de la excavación resultante ?.6. &!NTRA&UELE: Aon los taladros que rodean a los taladros de arranque ! forman las salidas hacia la cavidad inicial.
##.
&AR"A DE L! TALADR! &!N E(*L!#)! + TEND#D! DEL #TE%A DE #N#&#A&#!N 1. T#*! DE E(*L!#)! 1.-.D#NA%#TA La dinamita común está formada por$ 9itroglicerina, nitrato de sodio, pulpa de madera ! otros. El porcenta%e de nitroglicerina var"a entre )0B 6* 8, produce gases nocivos por lo que en lugares cerrados como túneles debe haber una mu! buena ventilación.
1.-.1. T#*! DE D#NA%#TA Dina/ita a/ónica: Cinamita de nitroglicerina a la cual se ha agregado nitrato de amonio, esta produce menos gases nocivos pero no resisten la humedad.
"elatina eGplosia: Está formada por una me#cla de algodón, acido n"trico
! nitroglicerina. Es uno de los explosivos más poderosos ! violentos que se conocen. Dina/ita gelatinosa: Ae obtiene disolviendo pólvora en nitroglicerina, es densa tiene caracter"sticas plásticas. Ae puede taquear mu! en el barreno por lo que se obtiene una gran velocidad de explosión, es resistente al agua no produce grandes cantidades de gases tóxicos ! es especial para ser usada en túneles.
-. A&&E!R#! DE E(*L!#)! -.1. &LA#F#&A&#!N DEL DET!NAD!R -.1.1. FUL%#NANTE: Es una capsula cil"ndrica de aluminio o cobre cerrada en un extremo, de diámetro entre ?mmB6mm ! una longitud comprendida entre ?*mmB6*mm, en cu!o interior lleva una cantidad de explosivo mu! sensible a la chispa de la gu"a ! otro de alto poder que puede iniciar a la dinamita.
-.1.-. %E&HA DE E"UR#DAD:
La mecha de seguridad es pólvora recubierta por diferentes materiales. La condición principal es que tengan una combustión continua ! que produ#ca una chispa final con una potencia adecuada que inicie a un fulminante (explosivo iniciador el que a su ve# iniciará a otro explosivo rompedor. La falla más importante que puede presentarse en la mecha de seguridad es la incontinuidad del reguero de pólvora. Dtra falla que puede presentar se es el caso de que la pólvora este humedecida ! no permita su quemado.
###.
&ANT#DAD DE &AR"A Cepende de la tenacidad de la roca ! de la dimensión del frente de la voladura. &nflu!en$ el número, diámetro ! profundidad de los taladros ! el tipo de explosivo e iniciadores a emplear. Ae debe tener en cuenta que la cantidad de e xplosivo por metro cuadrado a volar disminu!e cuanto más grande sea la sección del túnel, ! también que aumenta cuanto más dura sea la roca, se deben de de%ar una distancia libre de )@? de la longitud del taladro esto con el ob%etivo de taponear el mismo con arcilla, tierra húmeda ! en algunos casos papel bien confinado, ! as" evitar la expulsión del explosivo debido a la fuer#a de impacto entre roca ! explosivo.
T#*! DE R!&A
FA&T!R 97g/
1u! dif"ciles
),0 a ),
Cif"ciles
),? a ),0
4áciles
),) a ),?
1u! fáciles
),* a ),2
