Procedimiento_Extensometro[1]

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Ingeniería de rocas para la Estabilidad y Seguridad de excavaciones

PROCEDIMIENTO DE APLICACIÓN Y USO DEL EXTENSÓMETRO DE CINTA DIGITAL 1.

INTRODUCCIÓN La excavación de un macizo rocoso provoca inevitablemente un desequilibrio de su estado tensional, tensional, provocando tendencia del propio terreno para recuperar su estabilidad inicial inicial y genera desplazamientos convergentes que se deben controlar sistemáticamente. CONVERGENCIA: Tendencia de una excavación a cerrarse por efecto de las presiones circundante a la labor.

2.

OBJETIVO Establecer la medición de convergencias como método evaluación y análisis del comportamiento de las construcciones civiles y mineras, que nos permita predecir las deformaciones con efectividad de las medidas de control tomadas, frente a las deformaciones. Determinar la efectividad de las medidas tomadas para el control de los factores influyentes controlables controlables tales como: Agua subterránea, construcciones construcciones de túneles y métodos de excavación. Así también podremos cuantificar el beneficio y o perjuicio de los accesorios instalados para el control de las presiones laterales.

3.

SOBRE EL INSTRUMENTO EXTENSÓMETRO DE CINTA DIGITAL: GEOKON, Modelo 1610 El Extensómetro de Cinta Digital, es diseñado para medir pequeños cambios de distancia entre dos puntos de monitoreo, paredes o techos opuestos de las excavaciones, túneles, operaciones mineras o taludes. Puede también ser utilizado para supervisar la deformación en estructuras, para apoyar y medir los movimientos de superficies inestables. La lectura se proporciona electrónicamente vía un panel frontal LCD.

Equipos usados para el control de la convergencia

Fig. 1. Extensó Extensómet met ro de Cinta Digi tal

ESPECIFICACIONES DEL EXTENSÓMETRO DE CINTA DIGITAL

Tabl a 1: Especif Especif ica cion es té cni cas del Ext Ext ensómet ro Av. Los Paracas N° 812 Salamanca - ATE TELEFAX N° (511) 435-1969 E–mail: [email protected] LIMA - PERÚ www.geomecanicalatina.com

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4.

PUNTOS DE MONITOREO 



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La idea de la colocación de un anclaje de monitoreo es agrupar el paquete de masa rocosa que se encuentra en la periferia de la excavación, talud o construcción. Los anclajes recomendados para este fin deben se ≥ 40 cm de longitud con diámetro de ¾" de diámetro de barra. La argolla soldada a este debe ser de acero inoxidable de alta resistencia a la deformación (Fig. 2). El número de anclajes por sección de monitoreo debe ser según el diseño del cliente (2, 3, 4, etc.) Fig. 3. La instalación de los anclajes deben ser fijos, tal que estos formen parte del macizo rocoso. La argolla debe quedar finalmente instalado en sentido horizontal (Fig. 4). Todos los anclajes deben ser protegidos contra golpes que puedan causar deformación, corrosión y otros agentes que pueda acarrear el deterioro de estos puntos de monitoreo.

3/4" #6 Rebar x 16" Grout

Stainless Steel E ebolt

Fig. 2: Barr as o Anclajes para Extensómetro d e Cint a, para m onit oreo.

Fig. 3: Config uraci ón de 3 Punto s (A-B, A-C, C-B) para M oni to reo de Conver gencia.

Av. Los Paracas N° 812 Salamanca - ATE TELEFAX N° (511) 435-1969 E–mail: [email protected] LIMA - PERÚ www.geomecanicalatina.com

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Anclaje en posición Horizontal, CORRECTO.

Anclaje en posición Vertical, INCORRECTO.

Fig. 4: Ubicación correcta de la Barra de medi ción de convergencia.

5.

PROCEDIMIENTO DE MEDICIÓN 5.1.

PRELIMINAR Anote siempre cuidadosamente el número de serie del instrumento y verifique los sistemas de lecturas. También observe la temperatura. No asuma que en subterráneo de la temperatura seguirá siendo constante. Existe botón ON/OFF (encendido/apagado) y ZERO para el control del indicador en milímetros o pulgadas. Para las luces (verde y rojo), de indicador de la tensión, funciona automáticamente. Si el digitador está apagado, enciéndalo con los botones ON/OFF. En los equipos de fabricación moderna 2012, el encendido es efectuado automáticamente cuando se gira en sentido anti horario la perilla del indicador de lectura. Antes de comenzar, asegurarse de que la lectura muestre 0.00mm (cuando la manija de l a bobina se da vuelta completamente a la derecha, hasta que esté completamente cerrado vendrá a una parada natural, no fuerce la manija de la bobina. Si la lectura en esta posición no demuestra 0.00mm, presione el botón ZERO y esta le llevará a la lectura cero. Procedimiento único antes de iniciar con las medidas. Luego, dé vuelta a la manija de la bobina a la izquierda (anti horario) hasta que las barras deslicen y estén extendidas hasta +/- 48.00mm.

5.2.

TENSIONANDO LA CINTA Tensionar correctamente la cinta requiere de cierta habilidad. Se recomienda que el operador practique las técnicas recomendadas hasta que puedan ser realizados rápidamente y constantemente. 5.2.1. Enganche la cinta sobre el primer perno de argolla y luego el instrumento sobre el segundo perno de argolla. 5.2.2. Usar la manija de la bobina de la cinta, para quitar tanta holgura como sea posible, después coloque el hueco perforado más cercano el pin del equipo para luego asegurar mediante el clip ranurado. 5.2.3. Luego, inicie dando vuelta la manija del indicador a la derecha (sentido horario) hasta que uno o ambos indicadores de luz se adelanten o prendan.


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5.2.4. Realice este procedimiento en incrementos pequeños, hasta que solamente la luz verde este encendido. NOTA IMPORTANTE: Durante este procedimiento (5.2.3 a

5.2.4), no mantenga sostenido el equipo con la mano. 5.2.5. Una vez encontrado la luz VERDE, es necesario hacer la prueba de tensión para ubicar el punto exacto de lectura. 5.2.6. Coloque un dedo debajo de la cinta, según lo demostrado en la fig. 5, y dé golpes pequeños a la cinta para relevar una cantidad pequeña de la tensión en la cinta, la luz verde debe apagarse y prenderse. Si aún la luz verde permanece apagado, dar vuelta a la manija de la bobina a la derecha (ajustar en sentido horario) en cantidades pequeñas hasta estar aplicando tensión de modo que la luz verde vaya a prenderse otra vez por intervalos de varias veces con colocar y quitar el dedo debajo de la cinta. Es necesario ubi car la l uz verde en el l í mi t es de encendido y apagado.

Figur a 5: Tensión de la cinta

5.2.7. Si la luz roja queda prendido, entonces la cinta está sobre-tensionada, así que dé vuelta la manija de la bobina a la izquierda (anti horario) y de vuelta al paso 5.2.3. (volver a tensionarlo) Alternativamente, puede ser que la presión del dedo que es aplicada a la cinta sea demasiado grande, o está siendo aplicado demasiado fuerte. 5.2.8. La luz roja es fijado para iluminar entre 0.2 a 0.3 milímetros después de la luz verde. Las excesivas largas distancias (15 metros o más), la agitación de la cinta pueden hacer la luz roja adelantarse demasiado pronto. Proceda con mucho cuidado.

5.3.

TOMANDO LAS LECTURAS Una vez que esté satisfecho que se ha aplicado la tensión correcta a la cinta, tome la lectura en el indicador digital. Puede ser necesario torcer el instrumento para leer el indicador y éste puede hacer que la luz rojo o verde se prenda. Sin embargo, la lectura en el indicador digital seguirá siendo igual siempre y cuando la manija de la bobina no sea movida. La lectura total es la suma de la distancia a lo largo de la cinta indicada por el agujero perforado usado, más la lectura del indicador digital, más cualquier corrección que se requiera para explicar las variaciones de temperatura, (note que la cinta comienza en la misma dimensión que la longitud nominal del instrumento, la línea central del perno a la línea central del gancho. En el caso de unidades métricas, esto es 50 cm y para unidades inglesas, 20 pulgadas). Después de que se haya tomado la lectura, dé vuelta a la manija de la bobina a la izquierda (anti horario), hasta que las barras estén contraídas completamente, después quite el clip de s eguridad de la cinta y retire la cinta cuidadosamente, previo enrollado del excedente hasta guardar completamente toda la cinta metálica. El instrumento es listo ahora para la lectura siguiente. Para un operador NUEVO, es necesario que este procedimiento sea realizado en repetidas oportunidades, antes de tomar los valores de lectura.


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5.4.

CONTROL DE ESTABILIDAD CERO Un marco de acero estable es vital para este procedimiento y mantenido un ambiente de temperatura estable. Utilice estos puntos de prueba en los intervalos regulares del tiempo, preferiblemente en el comienzo de cada me dición superficial, para asegurarse de que exista la misma longitud con la cinta extensométrica y no cambie con el tiempo. Es importante de que las lecturas cero sean exactas así que repita la lectura un número de veces, (15 o más), hasta la exactitud del valor registrado sea más precisa.

Nota: Es importante que los pernos de argolla del punto de prueba sean estables, es decir, estén fijados firmemente e inmovibles. Los pernos de argolla unidos a objetos, no son recomendables. Cualquier cambio gradual o repentino en la lectura cero indicará la necesidad de mantener y de volver a calibrar el instrumento. Esta prueba de estabilidad cero es efectuada por personal especializado que tiende a realizar el procedimiento de calibración.

6.

PROCESAMIENTO DE DATOS 6.1.

Registro cronológico de las mediciones Tablas de registro cronológico de las medidas y cálculos de convergencia, velocidad y aceleración. Tabla 2. GEOMECANICA

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COMPAÑÍA MINA UNIDAD LABOR ESTACION

GRAFICO :

1 A-B

DATOS GEOMECANICOS LITOLOGIA GSI Q RMR TIEMPO DE ABERTURA

P TO S 1 A-B 1 A-B 1 A-B 1 A-B 1 A-B 1 A-B 1 A-B 1 A-B 1 A-B 1 A-B 1 A-B 1 A-B 1 A-B 1 A-B 1 A-B 1 A-B 1 A-B 1 A-B 1 A-B

F EC HA 23/05/ 2012 24/05/ 2012 25/05/ 2012 26/05/ 2012 27/05/ 2012 28/05/ 2012 29/05/ 2012 30/05/ 2012 31/05/ 2012 01/06/ 2012 02/06/ 2012 03/06/ 2012 04/06/ 2012 05/06/ 2012 06/06/ 2012 07/06/ 2012 08/06/ 2012 09/06/ 2012 10/06/ 2012

A

B

Factor térmico T° Inicial °C

SEMI CIRCULAR

TE MP °C 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15

CI NTA Metros 2.65 2.65 2.65 2.65 2.65 2.65 2.65 2.65 2.65 2.65 2.65 2.65 2.65 2.65 2.65 2.65 2.65 2.65 2.65

INDICADOR DIGITAL 20.60 20.55 20.35 20.00 21.20 21.00 20.00 18.00 18.90 18.00 16.20 14.60 14.10 12.10 11.20 10.95 9.50 8.20 8.65

M ED IC IO N mm 2670.600 2670.550 2670.350 2670.000 2671.200 2671.000 2670.000 2668.000 2668.900 2668.000 2666.200 2664.600 2664.100 2662.100 2661.200 2660.950 2659.500 2658.200 2658.650

M ED IC IO N CON VE RGE NC IA CORREIGIDA mm 2670.445 0.000 2670.395 -0.050 2670.195 -0.250 2669.845 -0.600 2671.045 0.600 2670.845 0.400 2669.845 -0.600 2667.845 -2.600 2668.745 -1.700 2667.845 -2.600 2666.045 -4.400 2664.445 -6.000 2663.945 -6.500 2661.946 -8.500 2661.046 -9.399 2660.796 -9.649 2659.346 -11.099 2658.046 -12.399 2658.496 -11.949

V ELOC IDA D mm/tiempo 0.0000 -0.0500 -0.2000 -0.3500 1.1999 -0.2000 -0.9999 -1.9999 0.8999 -0.8999 -1.7999 -1.5999 -0.5000 -1.9999 -0.8999 -0.2500 -1.4499 -1.2999 0.4500

0.0000116 20

AC EL ER ACI ON mm/tiempo2 0.000 -0.050 -0.150 -0.150 1.550 -1.400 -0.800 -1.000 2.900 -1.800 -0.900 0.200 1.100 -1.500 1.100 0.650 -1.200 0.150 1.750

Tabla 2: Form ato de Procesamient o de dat os.


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6.2.

Análisis e interpretación de resultados Procedimiento realizado estrictamente por persona especialista en Instrumentación Geotécnica, Geólogo o Geotecnista. Figura 6. CONVERGENCIA vs. VELOCIDAD vs. ACELERACIÓN

10.000 5.000 0.000 -5.000 -10.000 -15.000

21/05/2012

26/ 05/2012

VELOCIDAD mm/tiempo

31/05/2012

05/ 06/2012

ACELERACION mm/tiempo2

10/ 06/ 2012

15/06/ 2012

CONVERGENCIA mm

Fig ura 6: Representa ción gráfi ca de los valores de Conver gencia, vel ocida d y aceleraci ón

6.3.

Construcción de cuadros de convergencia en función al modelamiento y deformaciones máximas.

Esta etapa es fundamental para el análisis de resultados y recomendaciones pues es la base sobre la cual toda medición es interpretada. Estos cuadros son construidos en base a los diferentes estudios realizados del comportamiento del macizo rocoso y deformaciones permisibles. Una de las herramientas para este fin es la aplicación de modelamientos numéricos o simulaciones geomecánicas que permitan predecir la estabilidad y desplazamientos máximos esperados para esa estabilidad. Es un trabajo cuyo resultado es fundamental para emitir recomendaciones previas de estabilidad, sistemas de soporte y/o condiciones de la estructura.

7.

CUIDADOS, MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DEL EQUIPO 7.1.

CUIDADO DE LA CINTA El cuidado que debe tomar para mantener el instrumento limpio. ¡Evite siempre arr astrar la cinta en el piso. La cinta se debe tratar con el mismo cuidado que cualquier cinta que examina la precisión. Para no arrastrar la cinta, el operador debe desconectar primero el gancho del lado correspondiente al cuerpo del equipo, luego debe ir enrollando la cinta a medida que se dirige al lado opuesto donde la cinta fue enganchada. De este modo evitamos que la cinta choque al piso de la zona de trabajo. Posterior a las mediciones de convergencia, limpiar la cinta metálica con un trapo para quitar la suciedad y la humedad.

7.2.

CUIDADO DEL INSTRUMENTO La vida de trabajo de los instrumentos se verá extendida siempre y cuando se tengan todos los cuidados necesarios. Siempre que el instrumento se haya expuesto a la suciedad o la humedad, es necesario limpiar el equipo con un paño suave, prestando la atención particular a las barras asociadas del indicador digital.


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Almacene el i nstrum ent o con l as barra s del indi cador, semi-cont raídas (casi cerr adas), de modo que el indi cador l ea ent re 3.00mm y 5.00mm. Nunca guarde el equipo en lectura 0.00mm (cerrado complet ament e).

7.3.

CUIDADO DE LAS BATERÍAS La batería EXTERNA, de 9 voltios, corresponde a las luces de indicador (verde y rojo) y pueden ser quitadas si el instrumento va a ser almacenado por un espacio de tiempo prolongado (semanas y meses). La batería de 9 voltios está situada al costado del cuerpo del equipo La Batería INTERNA, de 1.5 voltios, corresponde al indicador digital. Una letra pequeña “B” aparecerá en la pantalla cuando la batería este baja o es posible que la lectura empiece a parpadear indicando batería baja. Para preservar la vida de esta batería, es recomendable encenderlo solo cuando se realicen las mediciones y apagarlas posteriormente. Cambiar la batería digital del indicador requiere una herramienta especial y si no es realizado correctamente puede dar lugar a daño en el indicador y a LA PÉRDIDA DE CALIBRACIÓN. Por lo tanto se recomienda que el instrumento sea devuelto a mantenimiento cuando requiera una batería nueva. Una batería nueva será instalada siempre cuando el instrumento se devuelto para el mantenimiento rutinario.

7.4.

MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN Se recomienda que el instrumento sea devuelto al proveedor por lo menos una vez al año, para el servicio de mantenimiento y calibración. El instrumento puede volver para un chequeo de la calibración y la aplicación de una Constancia nueva de calibración en cualquier momento.

M edici ones de Conver gencia en el Túnel de A cceso, Cent ral Hidr oelé ctr ica Qui ta racsa I, Ancash –Perú, 2012

Departament o de Instrum entación Geot é cnica Geomecáni ca Lat ina S.A.


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