I Congreso de Infraestructura Vial Centro SISTEMAS CONTRA CAÍDA DE ROCAS PARA MITIGACIÓN DE RIESGOS GEOTÉCNICOS

Transcripción

1 I Congreso de Infraestructura Vial Centro SISTEMAS CONTRA CAÍDA DE ROCAS PARA MITIGACIÓN DE RIESGOS GEOTÉCNICOS

2 136 Años 100 Países 5 Continentes Por mas 136 años, Maccaferri ha investigado y ha desarrollado soluciones para resolver los problemas relacionados con la Ingeniería Civil y el mercado de la construcción. La sede mundial de Maccaferri se encuentra en Bolonia, Italia. La empresa tiene operaciones en mas de 100 países de todo el mundo. La empresa promueve los productos más sofisticados de alta calidad como: productos de malla de doble torsión hexagonal de acero, geo sintéticos, fibras - en los cinco continentes.

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6 Maccaferri Rockfall El sistema MacRo (Maccaferri RockFall Protection System) proporciona una respuesta a las más diversas necesidades, combinando innovación industrial e investigaciones tecnológicas avanzadas con relación a proyectos. Fue desarrollado para sanar todo y cualquier problema contra la caída de bloques que se desprenden de los taludes así como los colapsos e inestabilidades superficiales.

7 Maccaferri Rockfall Estabilidad superficial de taludes Revestimiento Simple Revestimiento Cortical ROCKFALL Barreras de protección Barreras dinámicas Barreras estáticas

8 Maccaferri Rockfall Estabilidad superficial de taludes

9 Revestimiento simple (control de detritos) Tiene como objetivo controlar la caída de bloques de tamaño pequeño que se desprenden del talud rocoso. Los anclajes y cables de acero pueden ser instalados solamente en el borde del talud sin función estabilizante. * Es recomendable tener una trinchera en el pie del talud.

10 Revestimiento simple En caso los bloques se desprendan, la protección controla el movimiento. Red de Protección Así, los bloques caen en el perímetro entre la protección y la superficie y después se quedan depositados en el pie del talud.

11 Revestimiento Simple Anclaje Superior Cable de Acero min mm Red de alta resistencia SteelGrid ROCA Anclaje Inferior Cable de Acero min o 16.0 mm Perno de Anclaje (profundidad a confirmar*) * Tenemos disponible un Software para el cálculo del cable y la varificación de los anclajes.

12 Revestimiento Simple Anclaje Superior Cable de Acero min mm MacMat R ROCA / SUELO Anclaje Inferior Cable de Acero min o 16.0 mm Perno de Anclaje (profundidad a confirmar*) * Tenemos disponible un Software para el cálculo del cable y la varificación de los anclajes.

13 Urb. La Planicie Carabayllo, Lima Red de alta resistencia 8x10 2.7mm Galfan

14 Revestimiento cortical Tiene como objetivo (protección, estabilización y control de instabilidades superficiales) evitar la degradación de la superficie y el movimiento de las rocas presentes en los taludes con el auxilio de anclajes y mallas. Los anclajes tienen una función estructural de estabilización superficial.

15 Revestimiento cortical En caso ocurra un desprendimiento, los bloques quedan delimitados por los anclajes, y la malla que debe poseer la rigidez necesaria, contiene los bloques minimizando otros movimientos. De esta manera, se evita la propagación de la inestabilidad. Red de Protección Placas de anclaje Pernos de anclaje

16 Revestimiento Cortical Anclaje Superior Cable de Acero min mm SteelGrid ROCA Anclaje Inferior Cable de Acero min o 16.0 mm Perno de Anclaje (profundidad y distribución a definir)

17 Revestimiento Cortical HEA PANEL ROCA Rede DT con HEA Panel Perno de Anclaje (profundidad y distribución a definir)

18 I Congreso de Infraestructura Vial Centro C.H. Cerro del Águila Tayacaja, Huancavelica MacMat R 8x10

19 I Congreso de Infraestructura Vial Centro Proy. Residencial Poseidón Pucusana, Lima Red de alta resistencia 8x10 3.0mm GPVC

20 Maccaferri Rockfall Estabilidad superficial de taludes (Productos)

21 Red de alta resistencia

22 Red de alta resistencia

23 Red de alta resistencia 6x8 8x10 10x12 Ø 2.40mm Ø 2.70mm Ø 3.00mm

24 Red de alta resistencia reforzada con cables de acero de 8 mm dispuestos longitudinalmente SteelGrid HR

25 SteelGrid HR a cada 2.00 m a cada 1.00 m a cada 0.50 m a cada 0.30 m

26 SteelGrid HR 8x10 Los cables de acero son entrelazados por entre los hexágonos de la malla doble torsión durante el proceso de fabricación. Ø 2.70mm Ø 3.00mm

27 Cable de Acero HEA Panel (High Energy Absorption)

28 Red hecha de cables de acero en forma romboidal y en todas las intersecciones son hechos nudos formados por dos ligazones, cada una obtenida por un par de hilos de acero. HEA Panel (High Energy Absorption)

29 HEA Panel (High Energy Absorption)

30 HEA Panel (High Energy Absorption) disponible en tres versiones 250 x 250mm, 300 x 300mm y 400 x 400mm. Estos distanciamientos se refieren a las dilataciones entre las intersecciones hechas a través de los nudos dobles.

31 HEA Panel (High Energy Absorption) Ø 8 o 10 mm El diámetro del cable de acero que compone el HEA, puede ser de 8 o 10 mm

32 Características Resistencia a la tracción Cuando bloques inestables se desprenden en la superficie protegida a través de mallas y pernos, la malla debe ejercer la función de contener los bloques.

33 Características Rigidez El esfuerzo de punción es la fuerza de los bloques empujando la malla. El nivel de rigidez, es cuan inflexible la malla es, o sea, cual es el límite de su alargamiento cuando sufre un esfuerzo de punción.

34 Por qué cables de acero? Insertar cables de acero mejora el comportamiento de la malla.

35 34 A 53 kn/m Red de alta resistencia 53 a 170 kn/m SteelGrid 156 a 299 kn/m HEA Panel

36 Maccaferri Rockfall Estabilidad superficial de taludes (Dimensionamiento)

37 Revestimiento Simple Software MACRO 2

38 Software MACRO 2 El proyecto de un sistema de protección superficial debe considerar la cantidad real de detritos a ser contenido, teniendo en cuenta la tensión sobre la malla de protección y los coeficientes parciales de seguridad recomendados..

39 Software MACRO 2 Pendiente del talud Altura total Altura acumulada Ancho acumulado Ángulo de acumulación Ángulo de fricción de detritos Peso unitario de detritos Ángulo de fricción entre la malla y el talud Superficie: Rugosa δ = 60 Ondulada δ = 36 a 59 Plana δ = 25 a 35

40 Software MACRO 2 Elegir el tipo de malla

41 Software MACRO 2 Espaciamiento de pernos Especificaciones del cable Especificaciones del perno

42 Software MACRO 2 S.F. reducción: Propiedades de la malla Propiedades del cable Propiedades del perno S.F. amplificación: Cargas Estos S.F. adopta valores sugeridos por EUROCODE EC7

43 Verificación: 1. Resistencia de la malla. 2. Resistencia del cable superior soportando la malla. 3. Resistencia de los anclajes intermedios. 4. Resistencia de los anclajes laterales. Anclaje Intermedio Anclaje Lateral Cable superior Malla

44 Principio de diseño Dimensionamiento de la malla (Muhunthan B. et al. Washington State, 2005) Malla resistencia a la tracción Carga detritos + Carga nieve + Peso malla Dimensionamiento del cable (Teoría de la Catenaria) Dimensionamiento de los anclajes (Teoría de Bustamante Doix)

45 Informe I Congreso de Infraestructura Vial Centro

46 Revestimiento Cortical Software MACRO 1

47 Software MACRO 1 El proyecto de un Refuerzo Cortical requiere el conocimiento del trabajo que va a realizar los anclajes y la malla. El punto importante en estos proyectos es equilibrar correctamente el trabajo de la malla y de los anclajes.

48 Software MACRO 1 Pendiente del talud Espesor de la superficie inestable Densidad de la roca Inclinación de la superficie más inestable Esfuerzo a la compresión desconfinada Coeficiente de rugosidad Coeficiente de aceleración sísmica

49 Software MACRO 1

50 Software MACRO 1 Elegir el tipo de malla

51 Software MACRO 1 Espaciamiento de pernos Características de los anclajes

52 Verificación: Sistema de Anclaje 1. Resistencia de los anclajes. 2. Resistencia de la malla (Estado Límite Último) 3. Resistencia de la malla (Estado Límite de Servicio) Malla Objetivo: a partir de un volumen potencial de masa inestable en la superficie, dimensionar un sistema (anclaje + malla) suficiente para estabilizar esta superficie.

53 Principio de diseño Dimensionamiento de los anclajes (Longitud y diámetro) Dimensionamiento de la malla (ELU) Dimensionamiento de la malla (ELS)

54 Informe I Congreso de Infraestructura Vial Centro

55 Maccaferri Rockfall Estabilidad superficial de taludes (Recomendaciones)

56 1.0 m Geometría del sistema de anclajes Mínimo Por lo menos 1.0 m de la zona libre en la parte superior

57 Geometría del sistema superior de sostenimiento Cable superior horizontal 3-4 m Anclaje superior Cable superior horizontal m Malha Malla Anclaje superior Catenaria del cable superior m Diámetro del cable superior mm (máx. 20 mm) Espaciamiento entre anclajes 3-4 m (máx. 2 6 m)

58 Tajo de Antamina - San Marcos, Áncash SteelGrid HR30

59 Túnel Santa Rosa - Rímac, Lima Red de alta resistencia 8x10 3.0mm GPVC

60 Maccaferri Rockfall Barreras de protección

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62 Barreras dinámicas (caída de rocas) Barreras de geometría variable son muchas veces la mejor solución en casos donde es imposible controlar la caída de rocas. Ellas pueden ser escogidas en relación a la energía del fenómeno de la caída de la roca (500 a 8500 kj). Las barreras de protección tienen como función interceptar bloques rocosos de grande porte (hasta 6.0 m³).

63 ALINEAMENTO VISTA GENERAL Cabos de apoio superiores Cabos longitudinais superiores Dissipadores de energia em cabos longitudinais superiores Subida Cabos longitudinais superiores Poste Cabo de apoio superior Cabos longitudinais superiores Cabo lateral da junção Dissipadores de energia dos cabos longitudinais inferiores Cabos longitudinais inferiores Cabo lateral da junção Cabo lateral da junção Cabo de apoio lateral Descida

64 LÍNEA GUÍA EUROPEA ETAG El conocimiento de una barrera es posible a través de ensayos de impacto de acuerdo con ETAG 27; 2- ETAG no es una normalización, es una directriz! ETAG European Technical Approval Guideline No GUIDELINE FOR EUROPEAN TECHNICAL APPROVAL OF FALLING ROCK PROTECTION KITS

65 Test de ensayo LÍNEA GUÍA EUROPEA ETAG 027

66 LÍNEA GUÍA EUROPEA ETAG 027 Testes en Campo Dimensión del bloque Teste vertical Velocidad de caída 25 m/s Energía E c m V impact

67 Los ensayos en campo están conducidos a una barrera dividida en 3 módulos distribuidos en línea recta, los cuales deben ser espaciados considerando el largo mínimo de las barreras (10.0m). LÍNEA GUÍA EUROPEA ETAG 027 Configuración de la barrera en el campo de ensayo Poste lateral i/2 Poste lateral Vista frontal h N /2 h N post interax =i Poste intermedio Poste intermedio Vista en planta

68 LÍNEA GUÍA EUROPEA ETAG Altura nominal de la barrera Altura residual de la barrera (después del impacto)

69 LÍNEA GUÍA EUROPEA ETAG 027 Las barreras MACCAFERRI tienen el menor alongamiento. Más seguridad cuando es instalada cerca de una infraestructura.

70 SON REQUERIDOS 2 NIVELES DE ENERGIA POR LA ETAG 027 MEL - Maximum Energy Level (Estado Límite Máximo) La barrera debe interceptar el bloque rocoso con el nivel máximo de energía. La altura residual del panel después del impacto indica la calidad de la barrera. SEL - Service Energy Level (Estado Limite de Servicio) La barrera debe interceptar dos impactos del bloque rocoso con 1/3 del MEL sin daños. La altura residual del panel después del primer impacto debe ser superior al 70%. El segundo impacto solamente debe interceptar a roca.

71 Trabajo con daños Estado máximo de energía Trabajo sin daños Nivel de energía de servicio

72 Características de las barreras dinámicas Tipo de Barrera Capacidad de Soporte Alturas Padrón (m) RMC 050/A 500 kj m. RMC 100/A 1000 kj m. RMC 200/A 2000 kj m. RMC 300/A 3000 kj m. RMC 500/A 5000 kj m. RMC 850/A 8500 kj m

73 Dimensionamiento

74 Dimensionamiento Con el software se busca determinar la: o Altura máxima de la trayectoria del bloques o Velocidad máxima

75 Dimensionamiento Con los datos obtenidos del MacRo, se procede a calcular la energía del bloque y se determina de acuerdo al criterio seleccionado (MEL o SEL), el tipo de barrera a utilizar.

76 I Congreso de Infraestructura Vial Centro C.H. Huanza Huanza, Lima RB750 - h=4.00m, RB h=5.00m, RB h=4.00m

77 I Congreso de Infraestructura Vial Centro Poza Margot Yanacocha, Cajamarca RMC 050/A h=3.00m (L=140 m.)

78 Nueva Fuerabamba Challhuahuacho, Apurímac RMC 100/A h=4.00m

79 Túnel Santa Rosa Rímac, Lima RB 750 h=3.00m (L=220 m.)

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81 Barreras dinámicas (flujo de detritos) Barreras de geometría variable, son la mejor solución cuando es imposible controlar la caída de masas de lodo, agua (flujo de detritos) y masas sólidas. Ellas pueden ser escogidas en relación al esfuerzo transmitido por la masa a interceptar, desde los 80 kpa hasta los 200 kpa.

82 Barreras dinámicas (flujo de detritos)

83 Barreras Estáticas La principal propiedad de funcionamento es la absorción de grandes energias de impacto de bloques sin que haya movimiento.

84 Barreras Estáticas Los aterros tienen la misma función de las barreras dinámicas, o sea, interceptar los bloques rocosos de grande tamaño (hasta 4.0 m³) y debris-flow que se desprenden de los taludes.

85 Estos sistemas pasivos son una solución ideal cuando no es posible trabajar directamente en el talud y cuando hay espacio suficiente para una estructura de protección con el mejor beneficio del medio ambiente. Ventajas de aterros: - Resisten a impactos de niveles de energía muy altos (> 3000 kj); - Resisten a impactos múltiples de nivel máximo de energía; - Exigen poco mantenimiento; - Pueden ser totalmente verdes. Desventajas: - Exigen grandes fundaciones; - Exigen declive suave para ser colocado; - Necesitan de material para el relleno.

86 Para definir la mejor posición se debe tener en cuenta varios factores: - Trayectoria de caída; - Área apropiada de fundación; - Problemas geológicos existentes (flujo, flujo de detritos, erosión); - Los problemas ambientales, el impacto visual; - Disponibilidad de suelo; - Mantenimiento.

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88 Chancadora Primaria Antamina San Marcos, Áncash Terramesh System h=20.0 m, Energía 4500 kj

89 En conclusión. Por las condiciones geográficas de nuestro país, existen muchos proyectos (carreteras, minería, edificaciones) en los cuales la incorporación de soluciones para mitigar el riesgo de caída de bloques es esencial Maccaferri posee una gran variedad de soluciones que se adecúan según las condiciones de cada proyecto, asegurando así la integridad de los mismos. Este tipo de soluciones se contemplan como SOLUCIONES DE MITIGACIÓN DE RIESGOS, no son soluciones que se deban aplicar una vez hayan ocurrido accidentes.

90 GRACIAS POR LA ATENCIÓN PRESTADA

91 INFORMACIÓN DEL EXPOSITOR: Officine Maccaferri Ing. Luis Arana Fajardo Worldwide Tel.: (51-1) Fax: (51-1) anexo 212 Cel.: (51-1) web site: A M É R I C A L A T I N A