SOSTENIMIENTO Y REFUERZO EN LA EXCAVACION DE TUNELES

Transcripción

1 GEOTECNIA APLICADA EN MECANICA DE SUELOS Y GEOMECANICA DE ROCAS SOSTENIMIENTO Y REFUERZO EN LA EXCAVACION DE TUNELES Ing. Víctor Tolentino Yparraguirre Msc. Consultor Geotécnico

2 INTRODUCCION Debemos tener en cuenta que el sostenimiento de roca es un término usado para describir procedimientos y materiales aplicados para mejorar la estabilidad y mantener la capacidad portante de la roca circundante a la excavación. El objetivo principal de un elemento de sostenimiento es movilizar y conservar el esfuerzo o resistencia inherente a la masa rocosa para que se autosoporte. El sostenimiento de roca generalmente combina los efectos de refuerzo con elementos tales como pernos de roca y soportes con la aplicación de hormigón proyectado, malla metálica y cimbras de acero, los cuales soportan cargas de bloques rocosos aislados por discontinuidades estructurales o zonas de roca suelta.

3 CICLO DE TRABAJO EN LA EXCAVACION 40% 2 % 33% PERFORACION ( T) VOLADURA ( T) LIMPIEZA ( T) 10% 15% SOSTENIMIENTO ( T)PERNOS SOSTENIMIENTO ( T) SHOTCRETE 40% PERFORACION ( T)

4 PERFORACION Y VOLADURA RELACION CON EL SOSTENIMIENTO

5 PERFORACION Y VOLADURA Perforación y voladura forman un conjunto. El hueco perforado correctamente no sirve de nada, si en la fase de voladura este se carga con explosivos de potencia y cantidad equivocadas. Lo mismo ocurre cuando la carga del explosivo es adecuada pero el taladro en su profundidad, paralelismo y densidad no es el correcto.

6 FACTORES PARA EFECTUAR LA VOLADURA PLANEAMIENTO NO GEOMECANICA SI METODOS DE TRABAJO SI NO FACTOR DE ENERGIA SI SI VOLADURA

7 PARÁMETROS GEOMECÁNICOS PROPIEDADES DE INGENIERÍA RESISTENCIA DEFORMABILIDAD RESISTENCIA A LA TRACCIÓN RESISTENCIA A COMPRESIÓN UNIAXIAL: RCU RESISTENCIA A COMPRESIÓN TRIAXIAL: COHESIÓN = C ANGULO DE FRICCIÓN = Ø MÓDULOS ELÁSTICOS: MÓDULO DE YOUNG = E MÓDULO DE POISSON = V ENERGIA REQUERIDA DEL EXPLOSIVO

8 PERFORABILIDAD DE LA ROCA La perforabilidad de las Rocas estarán en función a las propiedades físicas que influyen en los mecanismos de penetración y consecuentemente en la aleación del método de perforación. Estas propiedades son: Dureza Resistencia a la Compresión Elasticidad Plasticidad Abrasividad Textura Estructura Características de rotura.

9 PERFORABILIDAD DE LA ROCA ESTRUCTURA Las propiedades estructurales de los macizos rocosos, tales como la esquistocidad, planos de estratificación, juntas, diaclasas y fallas así como el rumbo y el buzamiento de estas afectan a la linealidad de los barrenos, a los rendimientos de perforación y a la estabilidad de las paredes de los taladros.

10 VOLADURA EN ROCAS CON ESTRUCTURAS

11 PERFORABILIDAD DE LA ROCA ESTRUCTURAS

12 CALIDAD DE LA PERFORACION INFLUYE EN UN 75 % EN LA VOLADURA HECHO UN DISEÑO DE PERFORACION, SE COMETE ALGUNOS ERRORES COMO: 1. Error de Replanteo. 2. Error de Inclinación y Dirección. 3. Error de Desviación. 4. Error de Profundidad. 5. Taladros Estrechos, Perdidos u Omitidos

13 CALIDAD DE LA PERFORACION Resultados de una mala calidad de perforacion Mala fragmentación. Inadecuado rendimiento del explosivo. Sobre excavaciones. Voladura fallada. Formacion de callos o pechos

14 VOLADURA SOBREDIMENSIONADA ZONA DETERIORADA POR VOLADURAS MUY POTENTES

15 SOSTENIMIENTOS Y REFUERZOS EN EL MACIZO ROCOSO

16 OBJETIVOS Y ALCANCES Realizar un sostenimiento oportuno, adecuado, económico y seguro. Conseguir que el trabajo de Excavación y Sostenimiento sea de un solo Equipo de Trabajo. Conseguir la Capacitación adecuada del personal que realiza el trabajo, tanto Técnicos como Profesionales y así obtener un servicio de Calidad. Todo el personal técnico y profesional identifique que los trabajos de Perforación y Voladura es fundamental para el sostenimiento. Conseguir una supervisión de los trabajos de sostenimiento con la cantidad necesaria de personal técnico y profesional. Disminuir significativamente el sostenimiento con cuadros de madera y reemplazar pos shotcrete. Terminar los trabajos de reemplazamiento de cuadros por shotcrete en zonas desarrollo. Conseguir que el sostenimiento con shotcrete sea únicamente por vía húmeda.

17 PROBLEMAS EN SOSTENIMIENTO(SHOTCRETE) CONTROL POR FALTA DE PERSONAL INCUMPLIMIENTO DEL SERVICIO POR P.U. PAGADO INEXPERIENCIA EN SERVICIO NO SE CUMPLE CON DOSIFICACION ADECUADA LOGISTICA DIFERENTE POR ZONAS DE TRABAJO MAL CONTROL DEL DISEÑO DE PERFORACION Y VOLADURA CALIDAD DE LOS MATERIALES y PRESENCIA SULFATOS PRECIO UNITARIO DE PARTIDAS PARA SOSTENIMIENTO FALTA DE ABASTECIMIENTO DE AIRE PARA LANZADO

18 PROBLEMAS EN SOSTENIMIENTO(CUADROS) CAMBIO CONTINUO DE CUADROS DE MADERA ($) RIESGO EN ZONAS DE TRABAJO (TRANSITO) NO SE CUMPLE CON ESTANDARES DE TRABAJO LOGISTICA DIFERENTE POR ZONAS DE TRABAJO FALTA DE PERSONAL ESPECIALIZADO NO SE CUMPLE CON EL CICLO DE TRABAJO CUADROS DE MADERA VIEJOS CUADROS MAL COLOCADOS EN ZONAS DE PRODUCCION

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20 PROBLEMAS EN SOSTENIMIENTO(PERNOS) COLOCACION EXCESIVA DE SPLIT SET NO AL USO DE LA BARRA HELICOIDAL NO SE CUMPLE CON DIAMETRO ADECUADO DE PERF. MATERIAL IMPORTADO NO CONTROL EN LA COLOCACION DEL SPLIT SET NO SE CUMPLE CON RECOMENDACIÓN GEOMECANICA SPLIT SET NO TRABAJAN EN LA MAYORIA DE CASOS SPLIT SET ESTAN SIRVIENDO COMO DRENES PARA AGUA

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22 PROBLEMAS EN SOSTENIMIENTO(MALLA) MALA COLOCACION DE LA MALLA NO USAN CANCAMOS DE FIJACION UTILIZACION DE SPLIT SET EN LA COLOCACION DE MALLA AUMENTO DE VOLUMEN DE SHOTCRETE EN SOSTENIMIENTO FALTA DE PERSONAL ESPECIALIZADO EN LA COLOCACION NO SE CUMPLE CON EL CICLO DE TRABAJO UTILIZACION DE SHOTCRETE CON FIBRAS DE ACERO Y MALLA MALLAS COLOCADAS COMO GUARDACABEZA