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983124983105983106983116983105 983095983086 983126983105983116983119983122983109983123 983123983122983110983086 983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086 983089983091
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1 INTRODUCCIOacuteN
El siguiente informe corresponde a la descripcioacuten de un meacutetodo para laestimacioacuten de requerimientos de fortificacioacuten para los tuacuteneles de acceso de
minera para esto se propone el sistema de clasificacioacuten geomecaacutenica Q de
Barton para estimar los paraacutemetros geoteacutecnicos de disentildeo y el tipo de
sostenimiento del tuacutenel Se incluye una breve descripcioacuten del meacutetodo y el
sostenimiento tipo para 5 clases o rangos del paraacutemetro Q destacando que el
sostenimiento propuesto para cada caso puede variar de acuerdo a las
observaciones geomecaacutenicas observadas durante el proceso de construccioacuten de
los tuacuteneles
Es importante sentildealar que este documento no constituye un documento de
ingenieriacutea para definir la fortificacioacuten1 sino que soacutelo es la presentacioacuten de un
meacutetodo o guiacutea para estimar la fortificacioacuten requerida en base a las calidades
geoteacutecnicas que se encontraraacuten durante el desarrollo del tuacutenel Los geoacutelogos
estimaraacuten durante el desarrollo del tuacutenel el valor del iacutendice Q y podraacuten entregar
en base a las recomendaciones descritas en este documento sugerencias sobre
la fortificacioacuten a emplear Situaciones especiales dadas por calidades
geoteacutecnicas reducidas por la presencia de algunos tipos de rocas que se
degradan en el tiempo presencia de rocas que puedan presentar fenoacutemenos de
deformacioacuten progresiva2 situaciones especiales de esfuerzos que puedan
originar fenoacutemenos de estallidos de rocas3 otros podraacuten requerir de estudios
especiacuteficos que escapan al alcance del servicio de apoyo de geoacutelogos
geoteacutecnicos Considerando lo anterior puede ser recomendable que lafortificacioacuten que se recomienda en base al sistema Q sea perioacutedicamente
ratificada por expertos
1 Considerando que no se cuenta con informacioacuten sobre el proyecto de tuacuteneles a desarrollar
sobre el medio ambiente geoteacutecnico esfuerzos y presencia de agua sobre las caracteriacutesticasfiacutesicas y mecaacutenicas de las rocas que se encontraraacuten en el tuacutenel2 Squeezing
3 Rock Burst
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2 OBJETIVOS
Los objetivos principales de este informe son
- Entregar una descripcioacuten breve del sistema de clasificacioacuten Q- Entregar una recomendacioacuten general de sostenimiento para diferentes
rangos de calidad geoteacutecnica calidades definidas seguacuten el meacutetodo Qmencionado
3 ANTECEDENTES
Para el desarrollo de este informe se consideraraacuten dos tipos de secciones
- Seccioacuten de 36mx36m
- Seccioacuten de 42mx42m
4 RESUMEN Y CONCLUSIONES
Las clasificaciones gomecaacutenicas sirven como meacutetodo para evaluar el
comportamiento del macizo rocoso en base a la calidad geoteacutecnica de la roca ya las condiciones de esfuerzos presencia de agua y otros El Meacutetodo propuestopor Barton conocido tambieacuten como meacutetodo Q ha sido utilizado habitualmentepara estimar los requerimientos de fortificacioacuten de un tuacutenel de caraacutecter civil ominero Se trata de un meacutetodo empiacuterico en el sentido de que lasrecomendaciones de fortificacioacuten se basan en la experiencia de muchos tuacutenelesdesarrollados en las diferentes calidades de rocas descritas en el meacutetodocalidades que pueden variar desde extremadamente buena a extremadamentemala El meacutetodo para efectuar las estimaciones de sostenimiento se basa nosoacutelo en las calidades geoteacutecnicas de las rocas sino que tambieacuten en el tamantildeode la excavacioacuten la vida uacutetil e importancia de la misma En este informe se
describe y utiliza el meacutetodo Q de Barton para parametrizar observaciones deterreno que permitan definir la fortificacioacuten necesaria para el sostenimiento en lostuacuteneles proyectados en Minera Cenizas
El meacutetodo Q estaacute basado en la estimacioacuten de seis paraacutemetros que deben serestimados a traveacutes de levantamientos geoteacutecnicos (sondajes o rocas expuestas)El valor del iacutendice Q se estima con la siguiente expresioacuten
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Donde RQDJn representa el tamantildeo de los bloques JnJa representa laresistencia al corte entre los bloques y JwSRF representa la influencia delestado tensional
La recomendacioacuten de sostenimiento que se entrega en este documento esvaacutelida para dos secciones de los tuacuteneles de acceso de dimensiones 38mx38my 45mx42m Para la recomendacioacuten de sostenimiento se definieron cincoclases de calidades de macizo rocoso definidas por el paraacutemetro Q La tabla 1
muestra los rangos de las clases definidas
Tabla 1 Rango de Q para clases geoteacutecnicas
983107983148983137983155983141 983122983137983150983143983151 983121
983113 983089983088983100983121
983113983113 983089983100983121983100983089983088
983113983113983113 983088983086983089983100983121983100983089
983113983126 983088983086983088983089983100983121983100983088983086983089
983126 983088983086983088983088983092983100983121983100983088983086983088983089
La recomendacioacuten de fortificacioacuten para cada clase definida en este informe enlos tuacuteneles de acceso corresponde a una sugerencia propuesta y a loslineamientos de soporte general la que debe ser revisada en terreno ycomprobar su buen funcionamiento La Tabla 2 resume el sostenimientopropuesto
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Tabla 2 Sostenimiento recomendado
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983113983120983141983154983150983151983155 983152983157983150983156983157983137983148983141983155983084 983148983141983139983144983137983140983151983155 983137 983139983151983148983157983149983150983137 983139983151983149983152983148983141983156983137983084 983139983151983150 983152983148983137983150983139983144983157983141983148983137 983161 983156983157983141983154983139983137 983140983141 983090983090983149983149983084 983148983137983154983143983151 983090983086983093983149983085
983091983086983088983149983086 983108983154983141983150983137983146983141983155 983141983158983141983150983156983157983137983148983141983155 983140983141 983137983139983157983141983154983140983151 983137 983155983151983150983140983137983146983141 983140983141 983141983160983152983148983151983154983137983139983145983283983150983086
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5 DESARROLLO
51 Sistema de Clasificacioacuten Q de Barton
El sistema de Barton tambieacuten conocido como sistema Q estaacute basado en laestimacioacuten de los siguientes paraacutemetros los que deben ser estimados a traveacutesde levantamientos geoteacutecnicos en rocas expuestas El valor del iacutendice Q seestima con la siguiente expresioacuten
Se entrega a continuacioacuten el significado de cada uno de los paraacutemetros y laforma de estimarlos
511 RQD
El RQD es un iacutendice ampliamente conocido y que se estima en formaporcentual para el caso de un sondaje como la suma de los trozos mayores de
100mm sobre un largo determinado de sondaje
RQD = sum li L x 100 ()
En que li son los trozos de sondaje mayores de 100mm L es el largo total deltramo de sondaje en el cual se mide el iacutendice
El RQD puede ser estimado en rocas expuestas determinando el nuacutemero defracturas o planos de discontinuidad abiertos por m3 de roca Esto puedeefectuarse simplemente contando el nuacutemero de planos que intersectan unahuincha de 2 a 3m puesta en la superficie de la roca El nuacutemero de planos
dividido por el largo medido entrega el nuacutemero de fracturas por metro El mismoprocedimiento se repite en dos direcciones adicionales La suma de los tresvalores de fracturas por metro entrega una estimacioacuten de Jv que correspondeal nuacutemero de fracturas por m3 El RQD se estima con la siguiente relacioacuten
RQD = 115 ndash 33 Jv
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Notas1 Cuando el valor medido de RQD es menor que 10 para el caacutelculo de Q se
asume igual a 102 El RQD en intervalos de 5 puntos es suficientemente preciso
512 Jn - Nuacutemero de Conjuntos de estructuras
El valor de Jn se estima seguacuten el siguiente cuadro que se basa en el nuacutemero deconjuntos estructurales presentes en la masa rocosa
Tabla 3 Nuacutemero de familias de diaclasas
mero e am as e ac asas n
Descripcioacuten n
Roca masiva 05 - 1
Una familia de diaclasas 2
Una familia y algunas discontinuidades al azar 3
Dos familias 4
Dos familias y algunas discontinuidades al azar 6
Tres familias 9
Tres familias y algunas discontinuidades al azar 12
Cuatro o maacutes familias roca muy fracturada 15Roca triturada terrosa 20
En portales se usa 2 x Jn y en intersecciones de tuacuteneles se usa 3 x Jn
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513 Jr - Nuacutemero representativo de la rugosidad de las estructuras
Para la estimacioacuten de la rugosidad se considera tanto la ondulacioacuten de losplanos como la rugosidad a pequentildea escala de los mismos La tabla siguienteentrega los criterios para asignar el valor de este nuacutemero
Tabla 4 Rugosidad de las discontinuidades
RUGOSIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES Jr
Contacto entre las paredes de las discontinuidades
- Contacto entre las dos paredes de la discontinuidad mediante un desplazamiento cortante de menos de Jr 10 cm
Diaclasas discontinuas 4
Diaclasa rugosa o irregular ondulada 3
Suave ondulada 2
Espejo de falla ondulada 15
Rugosa o irregular plana 15
Suave plana 1
Espejo de falla plana 05
- No existe Contacto entre las dos paredes de la discontinuidad cuando ambas se desplazan Jr lateralmente
Zona conteniendo minerales arcillosos suficientemente
gruesa para impedir el contacto entre las paredes de 1
la discontinuidad
Arenas gravas o zona fallada suficientemente gruesa
para impedir el contacto entre las dos paredes de la 1
discontinuidad
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514 Ja - Nuacutemero representativo de la alteracioacuten de las paredes de las
discontinuidades
Este nuacutemero toma en consideracioacuten la alteracioacuten de las paredes de lasdiscontinuidades la presencia de material en los planos y espesor y naturalezade tal material Este nuacutemero representa la resistencia al corte de los planoscomo tambieacuten su deformabilidad y potencial para hincharse o comprimirse
El cuadro siguiente entrega los antecedentes para estimar este nuacutemero
Tabla 5 Meteorizacioacuten de las discontinuidades
METEORIZACION DE LAS DISCONTINUIDADES Ja
DESCRIPCION Ja
- Contacto entre las dos paredes de la discontinuidadDiscontinuidad sellada dura sin reblandecimiento impermeable por ejemplo 075
cuarzo paredes sanas
Paredes de la discontinuidad uacutenicamente manchadas 1
Las paredes de las discontinuidades estaacuten alteradas ligeramente y contienen
minerales no reblandecibles partiacuteculas de arena roca desintegrada libre de 2
arcilla
Recubrimiento de limo o arena arcillosa pequentildea fraccioacuten arcillosa no 3
reblandecible
Recubrimiento de minerales arcillosos blandos o de baja friccioacuten por ejemplo
caolinita mica clorita talco yeso grafito y pequentildeas cantidades de arcillas 4expansivas Los recubrimientos son discontinuos con espesores maacuteximos de
1 oacute 2mm
- Contacto entre las dos paredes de la discontinuidad con menos de 10cm de desplazamiento cortantePartiacuteculas de arena roca desintegrada libre de arcilla 4
Fuertemente sobreconsolidados rellenos de minerales arcillosos no reblandecidos 6
los recubrimientos son continuos de menos de 5mm de espesor
Sobreconsolidacioacuten media o baja reblandecimiento rellenos de minerales 8
arcillosos Los recubrimientos son continuos de menos de 5mm de espesor
Rellenos de arcillas expansivas por ej montmorillonita de espesor continuo de 8 - 12
5mm El valor de Ja depende del porcentaje de partiacuteculas del tamantildeo de la arcilla
expansiva
- No existe Contacto entre las dos paredes de las discontinuidades cuando eacutesta hasufrido un desplazamiento cortanteZonas o bandas de roca desintegrada o roca machacada y arcilla 6 - 8
Zonas blandas de arcilla limosa o arenosa con pequentildea fraccioacuten de arcilla sin 5
resblandecimiento
Milonitos arcillosos gruesos 10 - 13 oacute 13 - 20
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515 Jw - Factor de reduccioacuten por agua
El factor considera la presioacuten de agua como tambieacuten la posibilidad de que elagua limpie las fracturas o reblandezca el relleno de ellas Se estima seguacuten elsiguiente cuadro
Tabla 6 Condicioacuten de agua en las discontinuidades
AGUA EN LAS DISCONTINUIDADES Jw
Presioacuten de
CONDICION DE AGUAS Jw agua
kgcm2
Excavaciones secas o de influencia poco
importante por ejemplo menos de 5ltmin 1 lt 1
localmente
Fluencia o presioacuten medias ocasional lavado 066 1 - 25
de los rellenos de las discontinuidades
Fluencia grande o presioacuten alta considerable 033 () 25 - 10
lavado de los rellenos de las discontinuidades
Fluencia o presioacuten de agua excepcionalmente 01 - 02 () gt 10
altas decayendo con el tiempo
Fluencia o presioacuten de aguas excepcionalmente
altas y continuas sin disminucioacuten en el 005 - 01 () gt 10
tiempo
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516 SRF - Factor de reduccioacuten por esfuerzos
Se estima en base al siguiente cuadro
Tabla 7 Valores SRF
TENSIONES EN LA EXCAVACION SRF Descripcioacuten
1 Zonas deacutebiles que intersectan la excavacioacuten y pueden SRF causar caiacuteda de bloques seguacuten avanza la mismaOcurrencia de muacuteltiples zonas de debilidad conteniendo
arcillas o roca quiacutemicamente desintegrada Roca muy 10
suelta alrededor cualquier profundidadSoacutelo una zona deacutebil conteniendo arcilla o roca
desintegrada quiacutemicamente Profundidad de excavacioacuten 5
menor de 50m
Soacutelo una zona deacutebil conteniendo arcilla o roca
desintegrada quiacutemicamente Profundidad de excavacioacuten 25
mayor de 50m
Varias zonas de fractura en roca competente libre de 75
arcilla roca suelta alrededor Cualquier profundidad
Soacutelo una zona fracturada en roca competente libre de 5
arcilla profundidad de excavacioacuten menor de 50m
Soacutelo una zona fracturada en roca competente libre de 25
arcilla profundidad de excavacioacuten mayor de 50m
Discontinuidades abiertas sueltas muy fracturadas 5
cualquier profundidad
2 Rocas competentes problemas σσσσc σσσσ1 σσσσt σσσσ1 SRF
de tensiones en las rocasTensiones pequentildeas cerca de la 25
superficie
Tensiones medias 1
Tensiones altas estructura muy
compactaNormalmente favorable 05 - 20
para la estabilidad Puede ser des-
favorable para estabilidad paredes
Explosioacuten de roca suave roca 5 - 10
masiva
Explosioacuten de roca fuerte roca 10 - 20
masiva
3 Roca fluyente flujo plaacutestico de roca incompetente bajo la influencia de altas presiones litostaacuteticasPresioacuten de flujo suave 5 - 10
Presioacuten de flujo intensa 10 - 20
4 Rocas expansivas actividad expansiva quiacutemica dependiendo de la presencia de aguaPresioacuten de expansioacuten suave 5 - 10
Presioacuten de expansioacuten intensa 10 - 20
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Los distintos valores del paraacutemetro Q se pueden agrupar en los rangos que
muestra la Tabla 8 La Figura 1 muestra dos casos con valores extremos del
valor de Q
Tabla 8 Clasificacioacuten valores Q
983121 983126983137983148983151983154983137983139983145983283983150
983088983086983088983088983089983085983088983086983088983089 983109983160983139983141983152983139983145983151983150983137983148983149983141983150983156983141 983117983137983148983137
983088983086983088983089983085983088983086983089 983109983160983156983154983141983149983137983140983137983149983141983150983156983141 983117983137983148983137
983088983086983089983085983089 983117983157983161 983117983137983148983137
983089983085983092 983117983137983148983137983092983085983089983088 983117983141983140983145983137
983089983088983085983092983088 983106983157983141983150983137
983092983088983085983089983088983088 983117983157983161 983106983157983141983150983137
983089983088983088983085983092983088983088 983109983160983156983154983141983149983137983140983137983149983141983150983156983141 983106983157983141983150983137
983092983088983088983085983089983088983088983088 983109983160983139983141983152983139983145983151983150983137983148983149983141983150983156983141 983106983157983141983150983137
Figura 1 Valores extremos del paraacutemetro Q
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517 Largo pernos de anclaje
La longitud de los pernos se puede obtener mediante la expresioacuten
Techo
983090 983088983086983089983093
Paredes
983090 983088983086983089983093
B= ancho excavacioacutenH= altura excavacioacuten
Para el caso del tuacutenel de 45m de ancho tenemos que el largo de los pernos esigual a
983090 983088983086983089983093
ESR=13
Largo pernos L=252m
Maacutes adelante se explica el significado del factor ESR asumido en este casocomo 13
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6 RECOMENDACIOacuteN DE FORTIFICACIOacuteN
La figura 2 define el tipo de sostenimiento a partir de la clasificacioacuten del macizorocoso (Q) el ancho de la excavacioacuten y el paraacutemetro ESR El paraacutemetro ESR(Excavation Support Ratio) depende el tipo de excavacioacuten los valores de eacuteste seindican en la tabla 9
Figura 2 Sostenimiento
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Tabla 9 Paraacutemetro ESR983109983123983122
39830855
983123983141983139983139983145983283983150
983139983145983154983139983157983148983137983154 25
983123983141983139983139983145983283983150
983154983141983139983156983137983150983143983157983148983137983154 20
16
13
10
0983096983107983141983150983156983154983137983148983141983155 983150983157983139983148983141983137983154983141983155 983155983157983138983156983141983154983265983150983141983137983155 983141983155983156983137983139983145983151983150983141983155 983140983141 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148 983152983137983138983141983148983148983151983150983141983155
983140983141983152983151983154983156983145983158983151983155 983161 983140983141 983155983141983154983158983145983139983145983151983155
983120983151983162983151983155 983158983141983154983156983145983139983137983148983141983155
983124983113983120983119 983108983109 983109983128983107983105983126983105983107983113983251983118
983117983145983150983137983155 983137983138983145983141983154983156983137983155 983156983141983149983152983151983154983137983148983149983141983150983156983141
983117983145983150983137983155 983137983138983145983141983154983156983137983155 983152983141983154983149983137983150983150983141983156983149983141983150983156983141 983156983290983150983141983148983141983155 983144983145983140983154983151983141983148983273983139983156983154983145983139983151983155 983156983290983150983141983148983141983155 983152983145983148983151983156983151 983161
983143983137983148983141983154983277983137983155 983140983141 983137983158983137983150983139983141 983152983137983154983137 983143983154983137983150983140983141983155 983141983160983139983137983158983137983139983145983151983150983141983155
983107983137983158983141983154983150983137983155 983140983141 983137983148983149983137983139983141983150983137983149983145983141983150983156983151 983152983148983137983150983156983137983155 983140983141 983156983154983137983156983137983149983145983141983150983156983151 983140983141 983137983143983157983137983155 983156983290983150983141983148983141983155983152983141983153983157983141983281983151983155 983140983141 983139983137983154983154983141983156983141983154983137 983161 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148 983156983290983150983141983148983141983155 983140983141 983137983139983139983141983155983151
983107983141983150983156983154983137983148983141983155 983141983148983273983139983154983145983139983137983155 983155983157983138983156983141983154983154983265983150983141983137983155 983156983290983150983141983148983141983155 983143983154983137983150983140983141983155 983140983141 983139983137983154983154983141983156983141983154983137 983161 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148
983139983137983158983141983154983150983137983155 983140983141 983140983141983142983141983150983155983137 983139983145983158983145983148 983145983150983156983141983154983155983141983139983139983145983151983150983141983155
De acuerdo a los antecedentes las dimensiones de las galeriacuteas de accesotienen 34 m y 45m de ancho ver Figura 3
Figura 3 Secciones de anaacutelisis
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Debido a que las excavaciones son tuacuteneles de acceso se consideraraacute elparaacutemetro ESR=13 la Tabla 10 muestra el valor AnchoESR4
Tabla 10 Relacioacuten AnchoESR
983105983150983139983144983151 983109983160983139983137983158983137983139983145983283983150
983131983149983133
983091983086983096 983089983086983091 983090983086983097983090
983092983086983090 983089983086983091 983091983086983092983094
983109983123983122 983105983150983139983144983151983087983109983123983122
La Figura 4 muestra el valor de AnchoESR para las secciones de anaacutelisis
Figura 4 ESR para secciones de anaacutelisis
Para el disentildeo del sostenimiento de ambos tuacuteneles consideraremos el cuocienteAnchoESR=346 debido a que no existe una diferencia considerable con elvalor AnchoESR=292 y corresponde a un valor maacutes conservador
4 El valor de ESR asumido es para tuacuteneles de acceso que tienen importancia al ser un acceso
principal a la mina y que tiene al mismo tiempo una vida uacutetil prolongada Si parte de los tuacutenelesson para otros objetivos o tienen una vida uacutetil reducida se podraacute considerar otro valor de ESR
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Para el caacutelculo del sostenimiento se definiraacuten cinco grupos o clases decalidades de roca seguacuten el paraacutemetro Q de Barton la Tabla 11 muestra losintervalos considerados
Tabla 11 Rangos paraacutemetro Q
983107983148983137983155983141 983122983137983150983143983151 983121
983113 983089983088983100983121
983113983113 983089983100983121983100983089983088
983113983113983113 983088983086983089983100983121983100983089
983113983126 983088983086983088983089983100983121983100983088983086983089
983126 983088983086983088983088983092983100983121983100983088983086983088983089
A continuacioacuten se proponen el sostenimiento para las distintas clases decalidades de roca teniendo en cuenta que corresponden a lineamientos desoporte general los que deben ser revisados en terreno y verificar que seanadecuados a las condiciones que presenten las excavaciones durante suejecucioacuten
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611 Fortificacioacuten clase I
Figura 5 Fortificacioacuten propuesta para clase I
El concepto de perno puntual considera que los pernos se instalan en formaocasional seguacuten alguacuten requerimiento especiacutefico debido por ejemplo a lapresencia de una cuntildea la que se ubica dentro de una roca de muy alta calidadgeoteacutecnica
Figura 6 Esquema fortificacioacuten clase I
-Pernos puntuales lechadosa columna completa conplanchuela y tuerca de22mm largo 25m-30m
-Drenajes eventuales deacuerdo a sondaje de
exploracioacuten
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612 Fortificacioacuten clase II
Figura 7 Fortificacioacuten propuesta para clase tipo II
Figura 8 Esquema fortificacioacuten clase II
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 15plusmn05mMalla metaacutelica si fuese necesariopara control de bloques y cuntildeas
-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
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613 Fortificacioacuten clase III
Figura 9 Fortificacioacuten propuesta para clase III
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado15plusmn025m-Shotcrete de 50mm a 100mm deespesor con fibras o mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
Figura 10 Esquema fortificacioacuten clase III
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614 Fortificacioacuten clase IV
Figura 11 Fortificacioacuten propuesta para clase IV
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado125plusmn025m-Shotcrete de 100mm a 150mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo asonda e de ex loracioacuten
Figura 12 Esquema fortificacioacuten clase IV
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615 Fortificacioacuten clase V
Figura 13 Fortificacioacuten propuesta para clase V
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuela ytuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 10plusmn02m-Shotcrete de 150mm a 250mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Marcos metaacutelicos tipo TH o anillosde hormigoacuten armado separacioacuten15plusmn05m
Figura 14 Esquema fortificacioacuten clase V
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LISTA DE FIGURAS
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LISTA DE TABLAS
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1 INTRODUCCIOacuteN
El siguiente informe corresponde a la descripcioacuten de un meacutetodo para laestimacioacuten de requerimientos de fortificacioacuten para los tuacuteneles de acceso de
minera para esto se propone el sistema de clasificacioacuten geomecaacutenica Q de
Barton para estimar los paraacutemetros geoteacutecnicos de disentildeo y el tipo de
sostenimiento del tuacutenel Se incluye una breve descripcioacuten del meacutetodo y el
sostenimiento tipo para 5 clases o rangos del paraacutemetro Q destacando que el
sostenimiento propuesto para cada caso puede variar de acuerdo a las
observaciones geomecaacutenicas observadas durante el proceso de construccioacuten de
los tuacuteneles
Es importante sentildealar que este documento no constituye un documento de
ingenieriacutea para definir la fortificacioacuten1 sino que soacutelo es la presentacioacuten de un
meacutetodo o guiacutea para estimar la fortificacioacuten requerida en base a las calidades
geoteacutecnicas que se encontraraacuten durante el desarrollo del tuacutenel Los geoacutelogos
estimaraacuten durante el desarrollo del tuacutenel el valor del iacutendice Q y podraacuten entregar
en base a las recomendaciones descritas en este documento sugerencias sobre
la fortificacioacuten a emplear Situaciones especiales dadas por calidades
geoteacutecnicas reducidas por la presencia de algunos tipos de rocas que se
degradan en el tiempo presencia de rocas que puedan presentar fenoacutemenos de
deformacioacuten progresiva2 situaciones especiales de esfuerzos que puedan
originar fenoacutemenos de estallidos de rocas3 otros podraacuten requerir de estudios
especiacuteficos que escapan al alcance del servicio de apoyo de geoacutelogos
geoteacutecnicos Considerando lo anterior puede ser recomendable que lafortificacioacuten que se recomienda en base al sistema Q sea perioacutedicamente
ratificada por expertos
1 Considerando que no se cuenta con informacioacuten sobre el proyecto de tuacuteneles a desarrollar
sobre el medio ambiente geoteacutecnico esfuerzos y presencia de agua sobre las caracteriacutesticasfiacutesicas y mecaacutenicas de las rocas que se encontraraacuten en el tuacutenel2 Squeezing
3 Rock Burst
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2 OBJETIVOS
Los objetivos principales de este informe son
- Entregar una descripcioacuten breve del sistema de clasificacioacuten Q- Entregar una recomendacioacuten general de sostenimiento para diferentes
rangos de calidad geoteacutecnica calidades definidas seguacuten el meacutetodo Qmencionado
3 ANTECEDENTES
Para el desarrollo de este informe se consideraraacuten dos tipos de secciones
- Seccioacuten de 36mx36m
- Seccioacuten de 42mx42m
4 RESUMEN Y CONCLUSIONES
Las clasificaciones gomecaacutenicas sirven como meacutetodo para evaluar el
comportamiento del macizo rocoso en base a la calidad geoteacutecnica de la roca ya las condiciones de esfuerzos presencia de agua y otros El Meacutetodo propuestopor Barton conocido tambieacuten como meacutetodo Q ha sido utilizado habitualmentepara estimar los requerimientos de fortificacioacuten de un tuacutenel de caraacutecter civil ominero Se trata de un meacutetodo empiacuterico en el sentido de que lasrecomendaciones de fortificacioacuten se basan en la experiencia de muchos tuacutenelesdesarrollados en las diferentes calidades de rocas descritas en el meacutetodocalidades que pueden variar desde extremadamente buena a extremadamentemala El meacutetodo para efectuar las estimaciones de sostenimiento se basa nosoacutelo en las calidades geoteacutecnicas de las rocas sino que tambieacuten en el tamantildeode la excavacioacuten la vida uacutetil e importancia de la misma En este informe se
describe y utiliza el meacutetodo Q de Barton para parametrizar observaciones deterreno que permitan definir la fortificacioacuten necesaria para el sostenimiento en lostuacuteneles proyectados en Minera Cenizas
El meacutetodo Q estaacute basado en la estimacioacuten de seis paraacutemetros que deben serestimados a traveacutes de levantamientos geoteacutecnicos (sondajes o rocas expuestas)El valor del iacutendice Q se estima con la siguiente expresioacuten
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Donde RQDJn representa el tamantildeo de los bloques JnJa representa laresistencia al corte entre los bloques y JwSRF representa la influencia delestado tensional
La recomendacioacuten de sostenimiento que se entrega en este documento esvaacutelida para dos secciones de los tuacuteneles de acceso de dimensiones 38mx38my 45mx42m Para la recomendacioacuten de sostenimiento se definieron cincoclases de calidades de macizo rocoso definidas por el paraacutemetro Q La tabla 1
muestra los rangos de las clases definidas
Tabla 1 Rango de Q para clases geoteacutecnicas
983107983148983137983155983141 983122983137983150983143983151 983121
983113 983089983088983100983121
983113983113 983089983100983121983100983089983088
983113983113983113 983088983086983089983100983121983100983089
983113983126 983088983086983088983089983100983121983100983088983086983089
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La recomendacioacuten de fortificacioacuten para cada clase definida en este informe enlos tuacuteneles de acceso corresponde a una sugerencia propuesta y a loslineamientos de soporte general la que debe ser revisada en terreno ycomprobar su buen funcionamiento La Tabla 2 resume el sostenimientopropuesto
7172019 98301869-Q-BARTON
httpslidepdfcomreaderfull98301869-q-barton 724
Tabla 2 Sostenimiento recomendado
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5 DESARROLLO
51 Sistema de Clasificacioacuten Q de Barton
El sistema de Barton tambieacuten conocido como sistema Q estaacute basado en laestimacioacuten de los siguientes paraacutemetros los que deben ser estimados a traveacutesde levantamientos geoteacutecnicos en rocas expuestas El valor del iacutendice Q seestima con la siguiente expresioacuten
Se entrega a continuacioacuten el significado de cada uno de los paraacutemetros y laforma de estimarlos
511 RQD
El RQD es un iacutendice ampliamente conocido y que se estima en formaporcentual para el caso de un sondaje como la suma de los trozos mayores de
100mm sobre un largo determinado de sondaje
RQD = sum li L x 100 ()
En que li son los trozos de sondaje mayores de 100mm L es el largo total deltramo de sondaje en el cual se mide el iacutendice
El RQD puede ser estimado en rocas expuestas determinando el nuacutemero defracturas o planos de discontinuidad abiertos por m3 de roca Esto puedeefectuarse simplemente contando el nuacutemero de planos que intersectan unahuincha de 2 a 3m puesta en la superficie de la roca El nuacutemero de planos
dividido por el largo medido entrega el nuacutemero de fracturas por metro El mismoprocedimiento se repite en dos direcciones adicionales La suma de los tresvalores de fracturas por metro entrega una estimacioacuten de Jv que correspondeal nuacutemero de fracturas por m3 El RQD se estima con la siguiente relacioacuten
RQD = 115 ndash 33 Jv
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Notas1 Cuando el valor medido de RQD es menor que 10 para el caacutelculo de Q se
asume igual a 102 El RQD en intervalos de 5 puntos es suficientemente preciso
512 Jn - Nuacutemero de Conjuntos de estructuras
El valor de Jn se estima seguacuten el siguiente cuadro que se basa en el nuacutemero deconjuntos estructurales presentes en la masa rocosa
Tabla 3 Nuacutemero de familias de diaclasas
mero e am as e ac asas n
Descripcioacuten n
Roca masiva 05 - 1
Una familia de diaclasas 2
Una familia y algunas discontinuidades al azar 3
Dos familias 4
Dos familias y algunas discontinuidades al azar 6
Tres familias 9
Tres familias y algunas discontinuidades al azar 12
Cuatro o maacutes familias roca muy fracturada 15Roca triturada terrosa 20
En portales se usa 2 x Jn y en intersecciones de tuacuteneles se usa 3 x Jn
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513 Jr - Nuacutemero representativo de la rugosidad de las estructuras
Para la estimacioacuten de la rugosidad se considera tanto la ondulacioacuten de losplanos como la rugosidad a pequentildea escala de los mismos La tabla siguienteentrega los criterios para asignar el valor de este nuacutemero
Tabla 4 Rugosidad de las discontinuidades
RUGOSIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES Jr
Contacto entre las paredes de las discontinuidades
- Contacto entre las dos paredes de la discontinuidad mediante un desplazamiento cortante de menos de Jr 10 cm
Diaclasas discontinuas 4
Diaclasa rugosa o irregular ondulada 3
Suave ondulada 2
Espejo de falla ondulada 15
Rugosa o irregular plana 15
Suave plana 1
Espejo de falla plana 05
- No existe Contacto entre las dos paredes de la discontinuidad cuando ambas se desplazan Jr lateralmente
Zona conteniendo minerales arcillosos suficientemente
gruesa para impedir el contacto entre las paredes de 1
la discontinuidad
Arenas gravas o zona fallada suficientemente gruesa
para impedir el contacto entre las dos paredes de la 1
discontinuidad
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514 Ja - Nuacutemero representativo de la alteracioacuten de las paredes de las
discontinuidades
Este nuacutemero toma en consideracioacuten la alteracioacuten de las paredes de lasdiscontinuidades la presencia de material en los planos y espesor y naturalezade tal material Este nuacutemero representa la resistencia al corte de los planoscomo tambieacuten su deformabilidad y potencial para hincharse o comprimirse
El cuadro siguiente entrega los antecedentes para estimar este nuacutemero
Tabla 5 Meteorizacioacuten de las discontinuidades
METEORIZACION DE LAS DISCONTINUIDADES Ja
DESCRIPCION Ja
- Contacto entre las dos paredes de la discontinuidadDiscontinuidad sellada dura sin reblandecimiento impermeable por ejemplo 075
cuarzo paredes sanas
Paredes de la discontinuidad uacutenicamente manchadas 1
Las paredes de las discontinuidades estaacuten alteradas ligeramente y contienen
minerales no reblandecibles partiacuteculas de arena roca desintegrada libre de 2
arcilla
Recubrimiento de limo o arena arcillosa pequentildea fraccioacuten arcillosa no 3
reblandecible
Recubrimiento de minerales arcillosos blandos o de baja friccioacuten por ejemplo
caolinita mica clorita talco yeso grafito y pequentildeas cantidades de arcillas 4expansivas Los recubrimientos son discontinuos con espesores maacuteximos de
1 oacute 2mm
- Contacto entre las dos paredes de la discontinuidad con menos de 10cm de desplazamiento cortantePartiacuteculas de arena roca desintegrada libre de arcilla 4
Fuertemente sobreconsolidados rellenos de minerales arcillosos no reblandecidos 6
los recubrimientos son continuos de menos de 5mm de espesor
Sobreconsolidacioacuten media o baja reblandecimiento rellenos de minerales 8
arcillosos Los recubrimientos son continuos de menos de 5mm de espesor
Rellenos de arcillas expansivas por ej montmorillonita de espesor continuo de 8 - 12
5mm El valor de Ja depende del porcentaje de partiacuteculas del tamantildeo de la arcilla
expansiva
- No existe Contacto entre las dos paredes de las discontinuidades cuando eacutesta hasufrido un desplazamiento cortanteZonas o bandas de roca desintegrada o roca machacada y arcilla 6 - 8
Zonas blandas de arcilla limosa o arenosa con pequentildea fraccioacuten de arcilla sin 5
resblandecimiento
Milonitos arcillosos gruesos 10 - 13 oacute 13 - 20
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515 Jw - Factor de reduccioacuten por agua
El factor considera la presioacuten de agua como tambieacuten la posibilidad de que elagua limpie las fracturas o reblandezca el relleno de ellas Se estima seguacuten elsiguiente cuadro
Tabla 6 Condicioacuten de agua en las discontinuidades
AGUA EN LAS DISCONTINUIDADES Jw
Presioacuten de
CONDICION DE AGUAS Jw agua
kgcm2
Excavaciones secas o de influencia poco
importante por ejemplo menos de 5ltmin 1 lt 1
localmente
Fluencia o presioacuten medias ocasional lavado 066 1 - 25
de los rellenos de las discontinuidades
Fluencia grande o presioacuten alta considerable 033 () 25 - 10
lavado de los rellenos de las discontinuidades
Fluencia o presioacuten de agua excepcionalmente 01 - 02 () gt 10
altas decayendo con el tiempo
Fluencia o presioacuten de aguas excepcionalmente
altas y continuas sin disminucioacuten en el 005 - 01 () gt 10
tiempo
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516 SRF - Factor de reduccioacuten por esfuerzos
Se estima en base al siguiente cuadro
Tabla 7 Valores SRF
TENSIONES EN LA EXCAVACION SRF Descripcioacuten
1 Zonas deacutebiles que intersectan la excavacioacuten y pueden SRF causar caiacuteda de bloques seguacuten avanza la mismaOcurrencia de muacuteltiples zonas de debilidad conteniendo
arcillas o roca quiacutemicamente desintegrada Roca muy 10
suelta alrededor cualquier profundidadSoacutelo una zona deacutebil conteniendo arcilla o roca
desintegrada quiacutemicamente Profundidad de excavacioacuten 5
menor de 50m
Soacutelo una zona deacutebil conteniendo arcilla o roca
desintegrada quiacutemicamente Profundidad de excavacioacuten 25
mayor de 50m
Varias zonas de fractura en roca competente libre de 75
arcilla roca suelta alrededor Cualquier profundidad
Soacutelo una zona fracturada en roca competente libre de 5
arcilla profundidad de excavacioacuten menor de 50m
Soacutelo una zona fracturada en roca competente libre de 25
arcilla profundidad de excavacioacuten mayor de 50m
Discontinuidades abiertas sueltas muy fracturadas 5
cualquier profundidad
2 Rocas competentes problemas σσσσc σσσσ1 σσσσt σσσσ1 SRF
de tensiones en las rocasTensiones pequentildeas cerca de la 25
superficie
Tensiones medias 1
Tensiones altas estructura muy
compactaNormalmente favorable 05 - 20
para la estabilidad Puede ser des-
favorable para estabilidad paredes
Explosioacuten de roca suave roca 5 - 10
masiva
Explosioacuten de roca fuerte roca 10 - 20
masiva
3 Roca fluyente flujo plaacutestico de roca incompetente bajo la influencia de altas presiones litostaacuteticasPresioacuten de flujo suave 5 - 10
Presioacuten de flujo intensa 10 - 20
4 Rocas expansivas actividad expansiva quiacutemica dependiendo de la presencia de aguaPresioacuten de expansioacuten suave 5 - 10
Presioacuten de expansioacuten intensa 10 - 20
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Los distintos valores del paraacutemetro Q se pueden agrupar en los rangos que
muestra la Tabla 8 La Figura 1 muestra dos casos con valores extremos del
valor de Q
Tabla 8 Clasificacioacuten valores Q
983121 983126983137983148983151983154983137983139983145983283983150
983088983086983088983088983089983085983088983086983088983089 983109983160983139983141983152983139983145983151983150983137983148983149983141983150983156983141 983117983137983148983137
983088983086983088983089983085983088983086983089 983109983160983156983154983141983149983137983140983137983149983141983150983156983141 983117983137983148983137
983088983086983089983085983089 983117983157983161 983117983137983148983137
983089983085983092 983117983137983148983137983092983085983089983088 983117983141983140983145983137
983089983088983085983092983088 983106983157983141983150983137
983092983088983085983089983088983088 983117983157983161 983106983157983141983150983137
983089983088983088983085983092983088983088 983109983160983156983154983141983149983137983140983137983149983141983150983156983141 983106983157983141983150983137
983092983088983088983085983089983088983088983088 983109983160983139983141983152983139983145983151983150983137983148983149983141983150983156983141 983106983157983141983150983137
Figura 1 Valores extremos del paraacutemetro Q
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517 Largo pernos de anclaje
La longitud de los pernos se puede obtener mediante la expresioacuten
Techo
983090 983088983086983089983093
Paredes
983090 983088983086983089983093
B= ancho excavacioacutenH= altura excavacioacuten
Para el caso del tuacutenel de 45m de ancho tenemos que el largo de los pernos esigual a
983090 983088983086983089983093
ESR=13
Largo pernos L=252m
Maacutes adelante se explica el significado del factor ESR asumido en este casocomo 13
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6 RECOMENDACIOacuteN DE FORTIFICACIOacuteN
La figura 2 define el tipo de sostenimiento a partir de la clasificacioacuten del macizorocoso (Q) el ancho de la excavacioacuten y el paraacutemetro ESR El paraacutemetro ESR(Excavation Support Ratio) depende el tipo de excavacioacuten los valores de eacuteste seindican en la tabla 9
Figura 2 Sostenimiento
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Tabla 9 Paraacutemetro ESR983109983123983122
39830855
983123983141983139983139983145983283983150
983139983145983154983139983157983148983137983154 25
983123983141983139983139983145983283983150
983154983141983139983156983137983150983143983157983148983137983154 20
16
13
10
0983096983107983141983150983156983154983137983148983141983155 983150983157983139983148983141983137983154983141983155 983155983157983138983156983141983154983265983150983141983137983155 983141983155983156983137983139983145983151983150983141983155 983140983141 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148 983152983137983138983141983148983148983151983150983141983155
983140983141983152983151983154983156983145983158983151983155 983161 983140983141 983155983141983154983158983145983139983145983151983155
983120983151983162983151983155 983158983141983154983156983145983139983137983148983141983155
983124983113983120983119 983108983109 983109983128983107983105983126983105983107983113983251983118
983117983145983150983137983155 983137983138983145983141983154983156983137983155 983156983141983149983152983151983154983137983148983149983141983150983156983141
983117983145983150983137983155 983137983138983145983141983154983156983137983155 983152983141983154983149983137983150983150983141983156983149983141983150983156983141 983156983290983150983141983148983141983155 983144983145983140983154983151983141983148983273983139983156983154983145983139983151983155 983156983290983150983141983148983141983155 983152983145983148983151983156983151 983161
983143983137983148983141983154983277983137983155 983140983141 983137983158983137983150983139983141 983152983137983154983137 983143983154983137983150983140983141983155 983141983160983139983137983158983137983139983145983151983150983141983155
983107983137983158983141983154983150983137983155 983140983141 983137983148983149983137983139983141983150983137983149983145983141983150983156983151 983152983148983137983150983156983137983155 983140983141 983156983154983137983156983137983149983145983141983150983156983151 983140983141 983137983143983157983137983155 983156983290983150983141983148983141983155983152983141983153983157983141983281983151983155 983140983141 983139983137983154983154983141983156983141983154983137 983161 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148 983156983290983150983141983148983141983155 983140983141 983137983139983139983141983155983151
983107983141983150983156983154983137983148983141983155 983141983148983273983139983154983145983139983137983155 983155983157983138983156983141983154983154983265983150983141983137983155 983156983290983150983141983148983141983155 983143983154983137983150983140983141983155 983140983141 983139983137983154983154983141983156983141983154983137 983161 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148
983139983137983158983141983154983150983137983155 983140983141 983140983141983142983141983150983155983137 983139983145983158983145983148 983145983150983156983141983154983155983141983139983139983145983151983150983141983155
De acuerdo a los antecedentes las dimensiones de las galeriacuteas de accesotienen 34 m y 45m de ancho ver Figura 3
Figura 3 Secciones de anaacutelisis
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Debido a que las excavaciones son tuacuteneles de acceso se consideraraacute elparaacutemetro ESR=13 la Tabla 10 muestra el valor AnchoESR4
Tabla 10 Relacioacuten AnchoESR
983105983150983139983144983151 983109983160983139983137983158983137983139983145983283983150
983131983149983133
983091983086983096 983089983086983091 983090983086983097983090
983092983086983090 983089983086983091 983091983086983092983094
983109983123983122 983105983150983139983144983151983087983109983123983122
La Figura 4 muestra el valor de AnchoESR para las secciones de anaacutelisis
Figura 4 ESR para secciones de anaacutelisis
Para el disentildeo del sostenimiento de ambos tuacuteneles consideraremos el cuocienteAnchoESR=346 debido a que no existe una diferencia considerable con elvalor AnchoESR=292 y corresponde a un valor maacutes conservador
4 El valor de ESR asumido es para tuacuteneles de acceso que tienen importancia al ser un acceso
principal a la mina y que tiene al mismo tiempo una vida uacutetil prolongada Si parte de los tuacutenelesson para otros objetivos o tienen una vida uacutetil reducida se podraacute considerar otro valor de ESR
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Para el caacutelculo del sostenimiento se definiraacuten cinco grupos o clases decalidades de roca seguacuten el paraacutemetro Q de Barton la Tabla 11 muestra losintervalos considerados
Tabla 11 Rangos paraacutemetro Q
983107983148983137983155983141 983122983137983150983143983151 983121
983113 983089983088983100983121
983113983113 983089983100983121983100983089983088
983113983113983113 983088983086983089983100983121983100983089
983113983126 983088983086983088983089983100983121983100983088983086983089
983126 983088983086983088983088983092983100983121983100983088983086983088983089
A continuacioacuten se proponen el sostenimiento para las distintas clases decalidades de roca teniendo en cuenta que corresponden a lineamientos desoporte general los que deben ser revisados en terreno y verificar que seanadecuados a las condiciones que presenten las excavaciones durante suejecucioacuten
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611 Fortificacioacuten clase I
Figura 5 Fortificacioacuten propuesta para clase I
El concepto de perno puntual considera que los pernos se instalan en formaocasional seguacuten alguacuten requerimiento especiacutefico debido por ejemplo a lapresencia de una cuntildea la que se ubica dentro de una roca de muy alta calidadgeoteacutecnica
Figura 6 Esquema fortificacioacuten clase I
-Pernos puntuales lechadosa columna completa conplanchuela y tuerca de22mm largo 25m-30m
-Drenajes eventuales deacuerdo a sondaje de
exploracioacuten
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612 Fortificacioacuten clase II
Figura 7 Fortificacioacuten propuesta para clase tipo II
Figura 8 Esquema fortificacioacuten clase II
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 15plusmn05mMalla metaacutelica si fuese necesariopara control de bloques y cuntildeas
-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
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613 Fortificacioacuten clase III
Figura 9 Fortificacioacuten propuesta para clase III
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado15plusmn025m-Shotcrete de 50mm a 100mm deespesor con fibras o mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
Figura 10 Esquema fortificacioacuten clase III
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614 Fortificacioacuten clase IV
Figura 11 Fortificacioacuten propuesta para clase IV
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado125plusmn025m-Shotcrete de 100mm a 150mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo asonda e de ex loracioacuten
Figura 12 Esquema fortificacioacuten clase IV
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615 Fortificacioacuten clase V
Figura 13 Fortificacioacuten propuesta para clase V
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuela ytuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 10plusmn02m-Shotcrete de 150mm a 250mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Marcos metaacutelicos tipo TH o anillosde hormigoacuten armado separacioacuten15plusmn05m
Figura 14 Esquema fortificacioacuten clase V
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LISTA DE TABLAS
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1 INTRODUCCIOacuteN
El siguiente informe corresponde a la descripcioacuten de un meacutetodo para laestimacioacuten de requerimientos de fortificacioacuten para los tuacuteneles de acceso de
minera para esto se propone el sistema de clasificacioacuten geomecaacutenica Q de
Barton para estimar los paraacutemetros geoteacutecnicos de disentildeo y el tipo de
sostenimiento del tuacutenel Se incluye una breve descripcioacuten del meacutetodo y el
sostenimiento tipo para 5 clases o rangos del paraacutemetro Q destacando que el
sostenimiento propuesto para cada caso puede variar de acuerdo a las
observaciones geomecaacutenicas observadas durante el proceso de construccioacuten de
los tuacuteneles
Es importante sentildealar que este documento no constituye un documento de
ingenieriacutea para definir la fortificacioacuten1 sino que soacutelo es la presentacioacuten de un
meacutetodo o guiacutea para estimar la fortificacioacuten requerida en base a las calidades
geoteacutecnicas que se encontraraacuten durante el desarrollo del tuacutenel Los geoacutelogos
estimaraacuten durante el desarrollo del tuacutenel el valor del iacutendice Q y podraacuten entregar
en base a las recomendaciones descritas en este documento sugerencias sobre
la fortificacioacuten a emplear Situaciones especiales dadas por calidades
geoteacutecnicas reducidas por la presencia de algunos tipos de rocas que se
degradan en el tiempo presencia de rocas que puedan presentar fenoacutemenos de
deformacioacuten progresiva2 situaciones especiales de esfuerzos que puedan
originar fenoacutemenos de estallidos de rocas3 otros podraacuten requerir de estudios
especiacuteficos que escapan al alcance del servicio de apoyo de geoacutelogos
geoteacutecnicos Considerando lo anterior puede ser recomendable que lafortificacioacuten que se recomienda en base al sistema Q sea perioacutedicamente
ratificada por expertos
1 Considerando que no se cuenta con informacioacuten sobre el proyecto de tuacuteneles a desarrollar
sobre el medio ambiente geoteacutecnico esfuerzos y presencia de agua sobre las caracteriacutesticasfiacutesicas y mecaacutenicas de las rocas que se encontraraacuten en el tuacutenel2 Squeezing
3 Rock Burst
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2 OBJETIVOS
Los objetivos principales de este informe son
- Entregar una descripcioacuten breve del sistema de clasificacioacuten Q- Entregar una recomendacioacuten general de sostenimiento para diferentes
rangos de calidad geoteacutecnica calidades definidas seguacuten el meacutetodo Qmencionado
3 ANTECEDENTES
Para el desarrollo de este informe se consideraraacuten dos tipos de secciones
- Seccioacuten de 36mx36m
- Seccioacuten de 42mx42m
4 RESUMEN Y CONCLUSIONES
Las clasificaciones gomecaacutenicas sirven como meacutetodo para evaluar el
comportamiento del macizo rocoso en base a la calidad geoteacutecnica de la roca ya las condiciones de esfuerzos presencia de agua y otros El Meacutetodo propuestopor Barton conocido tambieacuten como meacutetodo Q ha sido utilizado habitualmentepara estimar los requerimientos de fortificacioacuten de un tuacutenel de caraacutecter civil ominero Se trata de un meacutetodo empiacuterico en el sentido de que lasrecomendaciones de fortificacioacuten se basan en la experiencia de muchos tuacutenelesdesarrollados en las diferentes calidades de rocas descritas en el meacutetodocalidades que pueden variar desde extremadamente buena a extremadamentemala El meacutetodo para efectuar las estimaciones de sostenimiento se basa nosoacutelo en las calidades geoteacutecnicas de las rocas sino que tambieacuten en el tamantildeode la excavacioacuten la vida uacutetil e importancia de la misma En este informe se
describe y utiliza el meacutetodo Q de Barton para parametrizar observaciones deterreno que permitan definir la fortificacioacuten necesaria para el sostenimiento en lostuacuteneles proyectados en Minera Cenizas
El meacutetodo Q estaacute basado en la estimacioacuten de seis paraacutemetros que deben serestimados a traveacutes de levantamientos geoteacutecnicos (sondajes o rocas expuestas)El valor del iacutendice Q se estima con la siguiente expresioacuten
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Donde RQDJn representa el tamantildeo de los bloques JnJa representa laresistencia al corte entre los bloques y JwSRF representa la influencia delestado tensional
La recomendacioacuten de sostenimiento que se entrega en este documento esvaacutelida para dos secciones de los tuacuteneles de acceso de dimensiones 38mx38my 45mx42m Para la recomendacioacuten de sostenimiento se definieron cincoclases de calidades de macizo rocoso definidas por el paraacutemetro Q La tabla 1
muestra los rangos de las clases definidas
Tabla 1 Rango de Q para clases geoteacutecnicas
983107983148983137983155983141 983122983137983150983143983151 983121
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La recomendacioacuten de fortificacioacuten para cada clase definida en este informe enlos tuacuteneles de acceso corresponde a una sugerencia propuesta y a loslineamientos de soporte general la que debe ser revisada en terreno ycomprobar su buen funcionamiento La Tabla 2 resume el sostenimientopropuesto
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Tabla 2 Sostenimiento recomendado
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5 DESARROLLO
51 Sistema de Clasificacioacuten Q de Barton
El sistema de Barton tambieacuten conocido como sistema Q estaacute basado en laestimacioacuten de los siguientes paraacutemetros los que deben ser estimados a traveacutesde levantamientos geoteacutecnicos en rocas expuestas El valor del iacutendice Q seestima con la siguiente expresioacuten
Se entrega a continuacioacuten el significado de cada uno de los paraacutemetros y laforma de estimarlos
511 RQD
El RQD es un iacutendice ampliamente conocido y que se estima en formaporcentual para el caso de un sondaje como la suma de los trozos mayores de
100mm sobre un largo determinado de sondaje
RQD = sum li L x 100 ()
En que li son los trozos de sondaje mayores de 100mm L es el largo total deltramo de sondaje en el cual se mide el iacutendice
El RQD puede ser estimado en rocas expuestas determinando el nuacutemero defracturas o planos de discontinuidad abiertos por m3 de roca Esto puedeefectuarse simplemente contando el nuacutemero de planos que intersectan unahuincha de 2 a 3m puesta en la superficie de la roca El nuacutemero de planos
dividido por el largo medido entrega el nuacutemero de fracturas por metro El mismoprocedimiento se repite en dos direcciones adicionales La suma de los tresvalores de fracturas por metro entrega una estimacioacuten de Jv que correspondeal nuacutemero de fracturas por m3 El RQD se estima con la siguiente relacioacuten
RQD = 115 ndash 33 Jv
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Notas1 Cuando el valor medido de RQD es menor que 10 para el caacutelculo de Q se
asume igual a 102 El RQD en intervalos de 5 puntos es suficientemente preciso
512 Jn - Nuacutemero de Conjuntos de estructuras
El valor de Jn se estima seguacuten el siguiente cuadro que se basa en el nuacutemero deconjuntos estructurales presentes en la masa rocosa
Tabla 3 Nuacutemero de familias de diaclasas
mero e am as e ac asas n
Descripcioacuten n
Roca masiva 05 - 1
Una familia de diaclasas 2
Una familia y algunas discontinuidades al azar 3
Dos familias 4
Dos familias y algunas discontinuidades al azar 6
Tres familias 9
Tres familias y algunas discontinuidades al azar 12
Cuatro o maacutes familias roca muy fracturada 15Roca triturada terrosa 20
En portales se usa 2 x Jn y en intersecciones de tuacuteneles se usa 3 x Jn
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513 Jr - Nuacutemero representativo de la rugosidad de las estructuras
Para la estimacioacuten de la rugosidad se considera tanto la ondulacioacuten de losplanos como la rugosidad a pequentildea escala de los mismos La tabla siguienteentrega los criterios para asignar el valor de este nuacutemero
Tabla 4 Rugosidad de las discontinuidades
RUGOSIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES Jr
Contacto entre las paredes de las discontinuidades
- Contacto entre las dos paredes de la discontinuidad mediante un desplazamiento cortante de menos de Jr 10 cm
Diaclasas discontinuas 4
Diaclasa rugosa o irregular ondulada 3
Suave ondulada 2
Espejo de falla ondulada 15
Rugosa o irregular plana 15
Suave plana 1
Espejo de falla plana 05
- No existe Contacto entre las dos paredes de la discontinuidad cuando ambas se desplazan Jr lateralmente
Zona conteniendo minerales arcillosos suficientemente
gruesa para impedir el contacto entre las paredes de 1
la discontinuidad
Arenas gravas o zona fallada suficientemente gruesa
para impedir el contacto entre las dos paredes de la 1
discontinuidad
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514 Ja - Nuacutemero representativo de la alteracioacuten de las paredes de las
discontinuidades
Este nuacutemero toma en consideracioacuten la alteracioacuten de las paredes de lasdiscontinuidades la presencia de material en los planos y espesor y naturalezade tal material Este nuacutemero representa la resistencia al corte de los planoscomo tambieacuten su deformabilidad y potencial para hincharse o comprimirse
El cuadro siguiente entrega los antecedentes para estimar este nuacutemero
Tabla 5 Meteorizacioacuten de las discontinuidades
METEORIZACION DE LAS DISCONTINUIDADES Ja
DESCRIPCION Ja
- Contacto entre las dos paredes de la discontinuidadDiscontinuidad sellada dura sin reblandecimiento impermeable por ejemplo 075
cuarzo paredes sanas
Paredes de la discontinuidad uacutenicamente manchadas 1
Las paredes de las discontinuidades estaacuten alteradas ligeramente y contienen
minerales no reblandecibles partiacuteculas de arena roca desintegrada libre de 2
arcilla
Recubrimiento de limo o arena arcillosa pequentildea fraccioacuten arcillosa no 3
reblandecible
Recubrimiento de minerales arcillosos blandos o de baja friccioacuten por ejemplo
caolinita mica clorita talco yeso grafito y pequentildeas cantidades de arcillas 4expansivas Los recubrimientos son discontinuos con espesores maacuteximos de
1 oacute 2mm
- Contacto entre las dos paredes de la discontinuidad con menos de 10cm de desplazamiento cortantePartiacuteculas de arena roca desintegrada libre de arcilla 4
Fuertemente sobreconsolidados rellenos de minerales arcillosos no reblandecidos 6
los recubrimientos son continuos de menos de 5mm de espesor
Sobreconsolidacioacuten media o baja reblandecimiento rellenos de minerales 8
arcillosos Los recubrimientos son continuos de menos de 5mm de espesor
Rellenos de arcillas expansivas por ej montmorillonita de espesor continuo de 8 - 12
5mm El valor de Ja depende del porcentaje de partiacuteculas del tamantildeo de la arcilla
expansiva
- No existe Contacto entre las dos paredes de las discontinuidades cuando eacutesta hasufrido un desplazamiento cortanteZonas o bandas de roca desintegrada o roca machacada y arcilla 6 - 8
Zonas blandas de arcilla limosa o arenosa con pequentildea fraccioacuten de arcilla sin 5
resblandecimiento
Milonitos arcillosos gruesos 10 - 13 oacute 13 - 20
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515 Jw - Factor de reduccioacuten por agua
El factor considera la presioacuten de agua como tambieacuten la posibilidad de que elagua limpie las fracturas o reblandezca el relleno de ellas Se estima seguacuten elsiguiente cuadro
Tabla 6 Condicioacuten de agua en las discontinuidades
AGUA EN LAS DISCONTINUIDADES Jw
Presioacuten de
CONDICION DE AGUAS Jw agua
kgcm2
Excavaciones secas o de influencia poco
importante por ejemplo menos de 5ltmin 1 lt 1
localmente
Fluencia o presioacuten medias ocasional lavado 066 1 - 25
de los rellenos de las discontinuidades
Fluencia grande o presioacuten alta considerable 033 () 25 - 10
lavado de los rellenos de las discontinuidades
Fluencia o presioacuten de agua excepcionalmente 01 - 02 () gt 10
altas decayendo con el tiempo
Fluencia o presioacuten de aguas excepcionalmente
altas y continuas sin disminucioacuten en el 005 - 01 () gt 10
tiempo
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516 SRF - Factor de reduccioacuten por esfuerzos
Se estima en base al siguiente cuadro
Tabla 7 Valores SRF
TENSIONES EN LA EXCAVACION SRF Descripcioacuten
1 Zonas deacutebiles que intersectan la excavacioacuten y pueden SRF causar caiacuteda de bloques seguacuten avanza la mismaOcurrencia de muacuteltiples zonas de debilidad conteniendo
arcillas o roca quiacutemicamente desintegrada Roca muy 10
suelta alrededor cualquier profundidadSoacutelo una zona deacutebil conteniendo arcilla o roca
desintegrada quiacutemicamente Profundidad de excavacioacuten 5
menor de 50m
Soacutelo una zona deacutebil conteniendo arcilla o roca
desintegrada quiacutemicamente Profundidad de excavacioacuten 25
mayor de 50m
Varias zonas de fractura en roca competente libre de 75
arcilla roca suelta alrededor Cualquier profundidad
Soacutelo una zona fracturada en roca competente libre de 5
arcilla profundidad de excavacioacuten menor de 50m
Soacutelo una zona fracturada en roca competente libre de 25
arcilla profundidad de excavacioacuten mayor de 50m
Discontinuidades abiertas sueltas muy fracturadas 5
cualquier profundidad
2 Rocas competentes problemas σσσσc σσσσ1 σσσσt σσσσ1 SRF
de tensiones en las rocasTensiones pequentildeas cerca de la 25
superficie
Tensiones medias 1
Tensiones altas estructura muy
compactaNormalmente favorable 05 - 20
para la estabilidad Puede ser des-
favorable para estabilidad paredes
Explosioacuten de roca suave roca 5 - 10
masiva
Explosioacuten de roca fuerte roca 10 - 20
masiva
3 Roca fluyente flujo plaacutestico de roca incompetente bajo la influencia de altas presiones litostaacuteticasPresioacuten de flujo suave 5 - 10
Presioacuten de flujo intensa 10 - 20
4 Rocas expansivas actividad expansiva quiacutemica dependiendo de la presencia de aguaPresioacuten de expansioacuten suave 5 - 10
Presioacuten de expansioacuten intensa 10 - 20
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Los distintos valores del paraacutemetro Q se pueden agrupar en los rangos que
muestra la Tabla 8 La Figura 1 muestra dos casos con valores extremos del
valor de Q
Tabla 8 Clasificacioacuten valores Q
983121 983126983137983148983151983154983137983139983145983283983150
983088983086983088983088983089983085983088983086983088983089 983109983160983139983141983152983139983145983151983150983137983148983149983141983150983156983141 983117983137983148983137
983088983086983088983089983085983088983086983089 983109983160983156983154983141983149983137983140983137983149983141983150983156983141 983117983137983148983137
983088983086983089983085983089 983117983157983161 983117983137983148983137
983089983085983092 983117983137983148983137983092983085983089983088 983117983141983140983145983137
983089983088983085983092983088 983106983157983141983150983137
983092983088983085983089983088983088 983117983157983161 983106983157983141983150983137
983089983088983088983085983092983088983088 983109983160983156983154983141983149983137983140983137983149983141983150983156983141 983106983157983141983150983137
983092983088983088983085983089983088983088983088 983109983160983139983141983152983139983145983151983150983137983148983149983141983150983156983141 983106983157983141983150983137
Figura 1 Valores extremos del paraacutemetro Q
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517 Largo pernos de anclaje
La longitud de los pernos se puede obtener mediante la expresioacuten
Techo
983090 983088983086983089983093
Paredes
983090 983088983086983089983093
B= ancho excavacioacutenH= altura excavacioacuten
Para el caso del tuacutenel de 45m de ancho tenemos que el largo de los pernos esigual a
983090 983088983086983089983093
ESR=13
Largo pernos L=252m
Maacutes adelante se explica el significado del factor ESR asumido en este casocomo 13
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6 RECOMENDACIOacuteN DE FORTIFICACIOacuteN
La figura 2 define el tipo de sostenimiento a partir de la clasificacioacuten del macizorocoso (Q) el ancho de la excavacioacuten y el paraacutemetro ESR El paraacutemetro ESR(Excavation Support Ratio) depende el tipo de excavacioacuten los valores de eacuteste seindican en la tabla 9
Figura 2 Sostenimiento
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Tabla 9 Paraacutemetro ESR983109983123983122
39830855
983123983141983139983139983145983283983150
983139983145983154983139983157983148983137983154 25
983123983141983139983139983145983283983150
983154983141983139983156983137983150983143983157983148983137983154 20
16
13
10
0983096983107983141983150983156983154983137983148983141983155 983150983157983139983148983141983137983154983141983155 983155983157983138983156983141983154983265983150983141983137983155 983141983155983156983137983139983145983151983150983141983155 983140983141 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148 983152983137983138983141983148983148983151983150983141983155
983140983141983152983151983154983156983145983158983151983155 983161 983140983141 983155983141983154983158983145983139983145983151983155
983120983151983162983151983155 983158983141983154983156983145983139983137983148983141983155
983124983113983120983119 983108983109 983109983128983107983105983126983105983107983113983251983118
983117983145983150983137983155 983137983138983145983141983154983156983137983155 983156983141983149983152983151983154983137983148983149983141983150983156983141
983117983145983150983137983155 983137983138983145983141983154983156983137983155 983152983141983154983149983137983150983150983141983156983149983141983150983156983141 983156983290983150983141983148983141983155 983144983145983140983154983151983141983148983273983139983156983154983145983139983151983155 983156983290983150983141983148983141983155 983152983145983148983151983156983151 983161
983143983137983148983141983154983277983137983155 983140983141 983137983158983137983150983139983141 983152983137983154983137 983143983154983137983150983140983141983155 983141983160983139983137983158983137983139983145983151983150983141983155
983107983137983158983141983154983150983137983155 983140983141 983137983148983149983137983139983141983150983137983149983145983141983150983156983151 983152983148983137983150983156983137983155 983140983141 983156983154983137983156983137983149983145983141983150983156983151 983140983141 983137983143983157983137983155 983156983290983150983141983148983141983155983152983141983153983157983141983281983151983155 983140983141 983139983137983154983154983141983156983141983154983137 983161 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148 983156983290983150983141983148983141983155 983140983141 983137983139983139983141983155983151
983107983141983150983156983154983137983148983141983155 983141983148983273983139983154983145983139983137983155 983155983157983138983156983141983154983154983265983150983141983137983155 983156983290983150983141983148983141983155 983143983154983137983150983140983141983155 983140983141 983139983137983154983154983141983156983141983154983137 983161 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148
983139983137983158983141983154983150983137983155 983140983141 983140983141983142983141983150983155983137 983139983145983158983145983148 983145983150983156983141983154983155983141983139983139983145983151983150983141983155
De acuerdo a los antecedentes las dimensiones de las galeriacuteas de accesotienen 34 m y 45m de ancho ver Figura 3
Figura 3 Secciones de anaacutelisis
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Debido a que las excavaciones son tuacuteneles de acceso se consideraraacute elparaacutemetro ESR=13 la Tabla 10 muestra el valor AnchoESR4
Tabla 10 Relacioacuten AnchoESR
983105983150983139983144983151 983109983160983139983137983158983137983139983145983283983150
983131983149983133
983091983086983096 983089983086983091 983090983086983097983090
983092983086983090 983089983086983091 983091983086983092983094
983109983123983122 983105983150983139983144983151983087983109983123983122
La Figura 4 muestra el valor de AnchoESR para las secciones de anaacutelisis
Figura 4 ESR para secciones de anaacutelisis
Para el disentildeo del sostenimiento de ambos tuacuteneles consideraremos el cuocienteAnchoESR=346 debido a que no existe una diferencia considerable con elvalor AnchoESR=292 y corresponde a un valor maacutes conservador
4 El valor de ESR asumido es para tuacuteneles de acceso que tienen importancia al ser un acceso
principal a la mina y que tiene al mismo tiempo una vida uacutetil prolongada Si parte de los tuacutenelesson para otros objetivos o tienen una vida uacutetil reducida se podraacute considerar otro valor de ESR
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Para el caacutelculo del sostenimiento se definiraacuten cinco grupos o clases decalidades de roca seguacuten el paraacutemetro Q de Barton la Tabla 11 muestra losintervalos considerados
Tabla 11 Rangos paraacutemetro Q
983107983148983137983155983141 983122983137983150983143983151 983121
983113 983089983088983100983121
983113983113 983089983100983121983100983089983088
983113983113983113 983088983086983089983100983121983100983089
983113983126 983088983086983088983089983100983121983100983088983086983089
983126 983088983086983088983088983092983100983121983100983088983086983088983089
A continuacioacuten se proponen el sostenimiento para las distintas clases decalidades de roca teniendo en cuenta que corresponden a lineamientos desoporte general los que deben ser revisados en terreno y verificar que seanadecuados a las condiciones que presenten las excavaciones durante suejecucioacuten
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611 Fortificacioacuten clase I
Figura 5 Fortificacioacuten propuesta para clase I
El concepto de perno puntual considera que los pernos se instalan en formaocasional seguacuten alguacuten requerimiento especiacutefico debido por ejemplo a lapresencia de una cuntildea la que se ubica dentro de una roca de muy alta calidadgeoteacutecnica
Figura 6 Esquema fortificacioacuten clase I
-Pernos puntuales lechadosa columna completa conplanchuela y tuerca de22mm largo 25m-30m
-Drenajes eventuales deacuerdo a sondaje de
exploracioacuten
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612 Fortificacioacuten clase II
Figura 7 Fortificacioacuten propuesta para clase tipo II
Figura 8 Esquema fortificacioacuten clase II
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 15plusmn05mMalla metaacutelica si fuese necesariopara control de bloques y cuntildeas
-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
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613 Fortificacioacuten clase III
Figura 9 Fortificacioacuten propuesta para clase III
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado15plusmn025m-Shotcrete de 50mm a 100mm deespesor con fibras o mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
Figura 10 Esquema fortificacioacuten clase III
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614 Fortificacioacuten clase IV
Figura 11 Fortificacioacuten propuesta para clase IV
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado125plusmn025m-Shotcrete de 100mm a 150mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo asonda e de ex loracioacuten
Figura 12 Esquema fortificacioacuten clase IV
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615 Fortificacioacuten clase V
Figura 13 Fortificacioacuten propuesta para clase V
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuela ytuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 10plusmn02m-Shotcrete de 150mm a 250mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Marcos metaacutelicos tipo TH o anillosde hormigoacuten armado separacioacuten15plusmn05m
Figura 14 Esquema fortificacioacuten clase V
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1 INTRODUCCIOacuteN
El siguiente informe corresponde a la descripcioacuten de un meacutetodo para laestimacioacuten de requerimientos de fortificacioacuten para los tuacuteneles de acceso de
minera para esto se propone el sistema de clasificacioacuten geomecaacutenica Q de
Barton para estimar los paraacutemetros geoteacutecnicos de disentildeo y el tipo de
sostenimiento del tuacutenel Se incluye una breve descripcioacuten del meacutetodo y el
sostenimiento tipo para 5 clases o rangos del paraacutemetro Q destacando que el
sostenimiento propuesto para cada caso puede variar de acuerdo a las
observaciones geomecaacutenicas observadas durante el proceso de construccioacuten de
los tuacuteneles
Es importante sentildealar que este documento no constituye un documento de
ingenieriacutea para definir la fortificacioacuten1 sino que soacutelo es la presentacioacuten de un
meacutetodo o guiacutea para estimar la fortificacioacuten requerida en base a las calidades
geoteacutecnicas que se encontraraacuten durante el desarrollo del tuacutenel Los geoacutelogos
estimaraacuten durante el desarrollo del tuacutenel el valor del iacutendice Q y podraacuten entregar
en base a las recomendaciones descritas en este documento sugerencias sobre
la fortificacioacuten a emplear Situaciones especiales dadas por calidades
geoteacutecnicas reducidas por la presencia de algunos tipos de rocas que se
degradan en el tiempo presencia de rocas que puedan presentar fenoacutemenos de
deformacioacuten progresiva2 situaciones especiales de esfuerzos que puedan
originar fenoacutemenos de estallidos de rocas3 otros podraacuten requerir de estudios
especiacuteficos que escapan al alcance del servicio de apoyo de geoacutelogos
geoteacutecnicos Considerando lo anterior puede ser recomendable que lafortificacioacuten que se recomienda en base al sistema Q sea perioacutedicamente
ratificada por expertos
1 Considerando que no se cuenta con informacioacuten sobre el proyecto de tuacuteneles a desarrollar
sobre el medio ambiente geoteacutecnico esfuerzos y presencia de agua sobre las caracteriacutesticasfiacutesicas y mecaacutenicas de las rocas que se encontraraacuten en el tuacutenel2 Squeezing
3 Rock Burst
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2 OBJETIVOS
Los objetivos principales de este informe son
- Entregar una descripcioacuten breve del sistema de clasificacioacuten Q- Entregar una recomendacioacuten general de sostenimiento para diferentes
rangos de calidad geoteacutecnica calidades definidas seguacuten el meacutetodo Qmencionado
3 ANTECEDENTES
Para el desarrollo de este informe se consideraraacuten dos tipos de secciones
- Seccioacuten de 36mx36m
- Seccioacuten de 42mx42m
4 RESUMEN Y CONCLUSIONES
Las clasificaciones gomecaacutenicas sirven como meacutetodo para evaluar el
comportamiento del macizo rocoso en base a la calidad geoteacutecnica de la roca ya las condiciones de esfuerzos presencia de agua y otros El Meacutetodo propuestopor Barton conocido tambieacuten como meacutetodo Q ha sido utilizado habitualmentepara estimar los requerimientos de fortificacioacuten de un tuacutenel de caraacutecter civil ominero Se trata de un meacutetodo empiacuterico en el sentido de que lasrecomendaciones de fortificacioacuten se basan en la experiencia de muchos tuacutenelesdesarrollados en las diferentes calidades de rocas descritas en el meacutetodocalidades que pueden variar desde extremadamente buena a extremadamentemala El meacutetodo para efectuar las estimaciones de sostenimiento se basa nosoacutelo en las calidades geoteacutecnicas de las rocas sino que tambieacuten en el tamantildeode la excavacioacuten la vida uacutetil e importancia de la misma En este informe se
describe y utiliza el meacutetodo Q de Barton para parametrizar observaciones deterreno que permitan definir la fortificacioacuten necesaria para el sostenimiento en lostuacuteneles proyectados en Minera Cenizas
El meacutetodo Q estaacute basado en la estimacioacuten de seis paraacutemetros que deben serestimados a traveacutes de levantamientos geoteacutecnicos (sondajes o rocas expuestas)El valor del iacutendice Q se estima con la siguiente expresioacuten
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Donde RQDJn representa el tamantildeo de los bloques JnJa representa laresistencia al corte entre los bloques y JwSRF representa la influencia delestado tensional
La recomendacioacuten de sostenimiento que se entrega en este documento esvaacutelida para dos secciones de los tuacuteneles de acceso de dimensiones 38mx38my 45mx42m Para la recomendacioacuten de sostenimiento se definieron cincoclases de calidades de macizo rocoso definidas por el paraacutemetro Q La tabla 1
muestra los rangos de las clases definidas
Tabla 1 Rango de Q para clases geoteacutecnicas
983107983148983137983155983141 983122983137983150983143983151 983121
983113 983089983088983100983121
983113983113 983089983100983121983100983089983088
983113983113983113 983088983086983089983100983121983100983089
983113983126 983088983086983088983089983100983121983100983088983086983089
983126 983088983086983088983088983092983100983121983100983088983086983088983089
La recomendacioacuten de fortificacioacuten para cada clase definida en este informe enlos tuacuteneles de acceso corresponde a una sugerencia propuesta y a loslineamientos de soporte general la que debe ser revisada en terreno ycomprobar su buen funcionamiento La Tabla 2 resume el sostenimientopropuesto
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Tabla 2 Sostenimiento recomendado
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983113983120983141983154983150983151983155 983152983157983150983156983157983137983148983141983155983084 983148983141983139983144983137983140983151983155 983137 983139983151983148983157983149983150983137 983139983151983149983152983148983141983156983137983084 983139983151983150 983152983148983137983150983139983144983157983141983148983137 983161 983156983157983141983154983139983137 983140983141 983090983090983149983149983084 983148983137983154983143983151 983090983086983093983149983085
983091983086983088983149983086 983108983154983141983150983137983146983141983155 983141983158983141983150983156983157983137983148983141983155 983140983141 983137983139983157983141983154983140983151 983137 983155983151983150983140983137983146983141 983140983141 983141983160983152983148983151983154983137983139983145983283983150983086
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983108983154983141983150983137983146983141983155 983141983158983141983150983156983157983137983148983141983155 983140983141 983137983139983157983141983154983140983151 983137 983155983151983150983140983137983146983141 983140983141 983141983160983152983148983151983154983137983139983145983283983150983086
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983120983141983154983150983151983155 983155983145983155983156983141983149983265983156983145983139983151983155983084 983148983141983139983144983137983140983151983155 983137 983139983151983148983157983149983150983137 983139983151983149983152983148983141983156983137983084 983139983151983150 983152983148983137983150983139983144983157983141983148983137 983161 983156983157983141983154983139983137 983090983090983149983149983084 983148983137983154983143983151 983090983086983093983149983085
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983140983151983138983148983141 983149983137983148983148983137 983141983148983141983139983156983154983151983155983151983148983140983137983140983137983086 983108983154983141983150983137983146983141983155 983141983158983141983150983156983157983137983148983141983155 983140983141 983137983139983157983141983154983140983151 983137 983155983151983150983140983137983146983141 983140983141 983141983160983152983148983151983154983137983139983145983283983150983086
983126
983120983141983154983150983151983155 983155983145983155983156983141983149983265983156983145983139983151983155983084 983148983141983139983144983137983140983151983155 983137 983139983151983148983157983149983150983137 983139983151983149983152983148983141983156983137983084 983139983151983150 983152983148983137983150983139983144983157983141983148983137 983161 983156983157983141983154983139983137 983090983090983149983149983084 983148983137983154983143983151 983090983086983093983149983085983091983086983088983149983084 983149983137983148983148983137 983140983141 983141983149983152983141983154983150983137983140983151 983089983086983088983149983217983088983086983090983149983086 983123983144983151983156983139983154983141983156983141 983140983141 983089983093983088983149983149 983137 983090983093983088983149983149 983140983141 983141983155983152983141983155983151983154 983139983151983150 983142983145983138983154983137983155 983151
983140983151983138983148983141 983149983137983148983148983137 983141983148983141983139983156983154983151983155983151983148983140983137983140983137983086 983120983137983154983137 983139983137983148983145983140983137983140983141983155 983140983141 983154983151983139983137 983149983157983161 983138983137983146983137983155 983149983137983154983139983151983155 983149983141983156983265983148983145983139983151983155 983156983145983152983151 983124983112 983151 983137983150983145983148983148983151983155
983140983141 983144983151983154983149983145983143983283983150 983137983154983149983137983140983151983086 983108983154983141983150983137983146983141983155 983141983158983141983150983156983157983137983148983141983155 983140983141 983137983139983157983141983154983140983151 983137 983155983151983150983140983137983146983141 983140983141 983141983160983152983148983151983154983137983139983145983283983150983086
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5 DESARROLLO
51 Sistema de Clasificacioacuten Q de Barton
El sistema de Barton tambieacuten conocido como sistema Q estaacute basado en laestimacioacuten de los siguientes paraacutemetros los que deben ser estimados a traveacutesde levantamientos geoteacutecnicos en rocas expuestas El valor del iacutendice Q seestima con la siguiente expresioacuten
Se entrega a continuacioacuten el significado de cada uno de los paraacutemetros y laforma de estimarlos
511 RQD
El RQD es un iacutendice ampliamente conocido y que se estima en formaporcentual para el caso de un sondaje como la suma de los trozos mayores de
100mm sobre un largo determinado de sondaje
RQD = sum li L x 100 ()
En que li son los trozos de sondaje mayores de 100mm L es el largo total deltramo de sondaje en el cual se mide el iacutendice
El RQD puede ser estimado en rocas expuestas determinando el nuacutemero defracturas o planos de discontinuidad abiertos por m3 de roca Esto puedeefectuarse simplemente contando el nuacutemero de planos que intersectan unahuincha de 2 a 3m puesta en la superficie de la roca El nuacutemero de planos
dividido por el largo medido entrega el nuacutemero de fracturas por metro El mismoprocedimiento se repite en dos direcciones adicionales La suma de los tresvalores de fracturas por metro entrega una estimacioacuten de Jv que correspondeal nuacutemero de fracturas por m3 El RQD se estima con la siguiente relacioacuten
RQD = 115 ndash 33 Jv
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Notas1 Cuando el valor medido de RQD es menor que 10 para el caacutelculo de Q se
asume igual a 102 El RQD en intervalos de 5 puntos es suficientemente preciso
512 Jn - Nuacutemero de Conjuntos de estructuras
El valor de Jn se estima seguacuten el siguiente cuadro que se basa en el nuacutemero deconjuntos estructurales presentes en la masa rocosa
Tabla 3 Nuacutemero de familias de diaclasas
mero e am as e ac asas n
Descripcioacuten n
Roca masiva 05 - 1
Una familia de diaclasas 2
Una familia y algunas discontinuidades al azar 3
Dos familias 4
Dos familias y algunas discontinuidades al azar 6
Tres familias 9
Tres familias y algunas discontinuidades al azar 12
Cuatro o maacutes familias roca muy fracturada 15Roca triturada terrosa 20
En portales se usa 2 x Jn y en intersecciones de tuacuteneles se usa 3 x Jn
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513 Jr - Nuacutemero representativo de la rugosidad de las estructuras
Para la estimacioacuten de la rugosidad se considera tanto la ondulacioacuten de losplanos como la rugosidad a pequentildea escala de los mismos La tabla siguienteentrega los criterios para asignar el valor de este nuacutemero
Tabla 4 Rugosidad de las discontinuidades
RUGOSIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES Jr
Contacto entre las paredes de las discontinuidades
- Contacto entre las dos paredes de la discontinuidad mediante un desplazamiento cortante de menos de Jr 10 cm
Diaclasas discontinuas 4
Diaclasa rugosa o irregular ondulada 3
Suave ondulada 2
Espejo de falla ondulada 15
Rugosa o irregular plana 15
Suave plana 1
Espejo de falla plana 05
- No existe Contacto entre las dos paredes de la discontinuidad cuando ambas se desplazan Jr lateralmente
Zona conteniendo minerales arcillosos suficientemente
gruesa para impedir el contacto entre las paredes de 1
la discontinuidad
Arenas gravas o zona fallada suficientemente gruesa
para impedir el contacto entre las dos paredes de la 1
discontinuidad
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514 Ja - Nuacutemero representativo de la alteracioacuten de las paredes de las
discontinuidades
Este nuacutemero toma en consideracioacuten la alteracioacuten de las paredes de lasdiscontinuidades la presencia de material en los planos y espesor y naturalezade tal material Este nuacutemero representa la resistencia al corte de los planoscomo tambieacuten su deformabilidad y potencial para hincharse o comprimirse
El cuadro siguiente entrega los antecedentes para estimar este nuacutemero
Tabla 5 Meteorizacioacuten de las discontinuidades
METEORIZACION DE LAS DISCONTINUIDADES Ja
DESCRIPCION Ja
- Contacto entre las dos paredes de la discontinuidadDiscontinuidad sellada dura sin reblandecimiento impermeable por ejemplo 075
cuarzo paredes sanas
Paredes de la discontinuidad uacutenicamente manchadas 1
Las paredes de las discontinuidades estaacuten alteradas ligeramente y contienen
minerales no reblandecibles partiacuteculas de arena roca desintegrada libre de 2
arcilla
Recubrimiento de limo o arena arcillosa pequentildea fraccioacuten arcillosa no 3
reblandecible
Recubrimiento de minerales arcillosos blandos o de baja friccioacuten por ejemplo
caolinita mica clorita talco yeso grafito y pequentildeas cantidades de arcillas 4expansivas Los recubrimientos son discontinuos con espesores maacuteximos de
1 oacute 2mm
- Contacto entre las dos paredes de la discontinuidad con menos de 10cm de desplazamiento cortantePartiacuteculas de arena roca desintegrada libre de arcilla 4
Fuertemente sobreconsolidados rellenos de minerales arcillosos no reblandecidos 6
los recubrimientos son continuos de menos de 5mm de espesor
Sobreconsolidacioacuten media o baja reblandecimiento rellenos de minerales 8
arcillosos Los recubrimientos son continuos de menos de 5mm de espesor
Rellenos de arcillas expansivas por ej montmorillonita de espesor continuo de 8 - 12
5mm El valor de Ja depende del porcentaje de partiacuteculas del tamantildeo de la arcilla
expansiva
- No existe Contacto entre las dos paredes de las discontinuidades cuando eacutesta hasufrido un desplazamiento cortanteZonas o bandas de roca desintegrada o roca machacada y arcilla 6 - 8
Zonas blandas de arcilla limosa o arenosa con pequentildea fraccioacuten de arcilla sin 5
resblandecimiento
Milonitos arcillosos gruesos 10 - 13 oacute 13 - 20
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515 Jw - Factor de reduccioacuten por agua
El factor considera la presioacuten de agua como tambieacuten la posibilidad de que elagua limpie las fracturas o reblandezca el relleno de ellas Se estima seguacuten elsiguiente cuadro
Tabla 6 Condicioacuten de agua en las discontinuidades
AGUA EN LAS DISCONTINUIDADES Jw
Presioacuten de
CONDICION DE AGUAS Jw agua
kgcm2
Excavaciones secas o de influencia poco
importante por ejemplo menos de 5ltmin 1 lt 1
localmente
Fluencia o presioacuten medias ocasional lavado 066 1 - 25
de los rellenos de las discontinuidades
Fluencia grande o presioacuten alta considerable 033 () 25 - 10
lavado de los rellenos de las discontinuidades
Fluencia o presioacuten de agua excepcionalmente 01 - 02 () gt 10
altas decayendo con el tiempo
Fluencia o presioacuten de aguas excepcionalmente
altas y continuas sin disminucioacuten en el 005 - 01 () gt 10
tiempo
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516 SRF - Factor de reduccioacuten por esfuerzos
Se estima en base al siguiente cuadro
Tabla 7 Valores SRF
TENSIONES EN LA EXCAVACION SRF Descripcioacuten
1 Zonas deacutebiles que intersectan la excavacioacuten y pueden SRF causar caiacuteda de bloques seguacuten avanza la mismaOcurrencia de muacuteltiples zonas de debilidad conteniendo
arcillas o roca quiacutemicamente desintegrada Roca muy 10
suelta alrededor cualquier profundidadSoacutelo una zona deacutebil conteniendo arcilla o roca
desintegrada quiacutemicamente Profundidad de excavacioacuten 5
menor de 50m
Soacutelo una zona deacutebil conteniendo arcilla o roca
desintegrada quiacutemicamente Profundidad de excavacioacuten 25
mayor de 50m
Varias zonas de fractura en roca competente libre de 75
arcilla roca suelta alrededor Cualquier profundidad
Soacutelo una zona fracturada en roca competente libre de 5
arcilla profundidad de excavacioacuten menor de 50m
Soacutelo una zona fracturada en roca competente libre de 25
arcilla profundidad de excavacioacuten mayor de 50m
Discontinuidades abiertas sueltas muy fracturadas 5
cualquier profundidad
2 Rocas competentes problemas σσσσc σσσσ1 σσσσt σσσσ1 SRF
de tensiones en las rocasTensiones pequentildeas cerca de la 25
superficie
Tensiones medias 1
Tensiones altas estructura muy
compactaNormalmente favorable 05 - 20
para la estabilidad Puede ser des-
favorable para estabilidad paredes
Explosioacuten de roca suave roca 5 - 10
masiva
Explosioacuten de roca fuerte roca 10 - 20
masiva
3 Roca fluyente flujo plaacutestico de roca incompetente bajo la influencia de altas presiones litostaacuteticasPresioacuten de flujo suave 5 - 10
Presioacuten de flujo intensa 10 - 20
4 Rocas expansivas actividad expansiva quiacutemica dependiendo de la presencia de aguaPresioacuten de expansioacuten suave 5 - 10
Presioacuten de expansioacuten intensa 10 - 20
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Los distintos valores del paraacutemetro Q se pueden agrupar en los rangos que
muestra la Tabla 8 La Figura 1 muestra dos casos con valores extremos del
valor de Q
Tabla 8 Clasificacioacuten valores Q
983121 983126983137983148983151983154983137983139983145983283983150
983088983086983088983088983089983085983088983086983088983089 983109983160983139983141983152983139983145983151983150983137983148983149983141983150983156983141 983117983137983148983137
983088983086983088983089983085983088983086983089 983109983160983156983154983141983149983137983140983137983149983141983150983156983141 983117983137983148983137
983088983086983089983085983089 983117983157983161 983117983137983148983137
983089983085983092 983117983137983148983137983092983085983089983088 983117983141983140983145983137
983089983088983085983092983088 983106983157983141983150983137
983092983088983085983089983088983088 983117983157983161 983106983157983141983150983137
983089983088983088983085983092983088983088 983109983160983156983154983141983149983137983140983137983149983141983150983156983141 983106983157983141983150983137
983092983088983088983085983089983088983088983088 983109983160983139983141983152983139983145983151983150983137983148983149983141983150983156983141 983106983157983141983150983137
Figura 1 Valores extremos del paraacutemetro Q
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517 Largo pernos de anclaje
La longitud de los pernos se puede obtener mediante la expresioacuten
Techo
983090 983088983086983089983093
Paredes
983090 983088983086983089983093
B= ancho excavacioacutenH= altura excavacioacuten
Para el caso del tuacutenel de 45m de ancho tenemos que el largo de los pernos esigual a
983090 983088983086983089983093
ESR=13
Largo pernos L=252m
Maacutes adelante se explica el significado del factor ESR asumido en este casocomo 13
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6 RECOMENDACIOacuteN DE FORTIFICACIOacuteN
La figura 2 define el tipo de sostenimiento a partir de la clasificacioacuten del macizorocoso (Q) el ancho de la excavacioacuten y el paraacutemetro ESR El paraacutemetro ESR(Excavation Support Ratio) depende el tipo de excavacioacuten los valores de eacuteste seindican en la tabla 9
Figura 2 Sostenimiento
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Tabla 9 Paraacutemetro ESR983109983123983122
39830855
983123983141983139983139983145983283983150
983139983145983154983139983157983148983137983154 25
983123983141983139983139983145983283983150
983154983141983139983156983137983150983143983157983148983137983154 20
16
13
10
0983096983107983141983150983156983154983137983148983141983155 983150983157983139983148983141983137983154983141983155 983155983157983138983156983141983154983265983150983141983137983155 983141983155983156983137983139983145983151983150983141983155 983140983141 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148 983152983137983138983141983148983148983151983150983141983155
983140983141983152983151983154983156983145983158983151983155 983161 983140983141 983155983141983154983158983145983139983145983151983155
983120983151983162983151983155 983158983141983154983156983145983139983137983148983141983155
983124983113983120983119 983108983109 983109983128983107983105983126983105983107983113983251983118
983117983145983150983137983155 983137983138983145983141983154983156983137983155 983156983141983149983152983151983154983137983148983149983141983150983156983141
983117983145983150983137983155 983137983138983145983141983154983156983137983155 983152983141983154983149983137983150983150983141983156983149983141983150983156983141 983156983290983150983141983148983141983155 983144983145983140983154983151983141983148983273983139983156983154983145983139983151983155 983156983290983150983141983148983141983155 983152983145983148983151983156983151 983161
983143983137983148983141983154983277983137983155 983140983141 983137983158983137983150983139983141 983152983137983154983137 983143983154983137983150983140983141983155 983141983160983139983137983158983137983139983145983151983150983141983155
983107983137983158983141983154983150983137983155 983140983141 983137983148983149983137983139983141983150983137983149983145983141983150983156983151 983152983148983137983150983156983137983155 983140983141 983156983154983137983156983137983149983145983141983150983156983151 983140983141 983137983143983157983137983155 983156983290983150983141983148983141983155983152983141983153983157983141983281983151983155 983140983141 983139983137983154983154983141983156983141983154983137 983161 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148 983156983290983150983141983148983141983155 983140983141 983137983139983139983141983155983151
983107983141983150983156983154983137983148983141983155 983141983148983273983139983154983145983139983137983155 983155983157983138983156983141983154983154983265983150983141983137983155 983156983290983150983141983148983141983155 983143983154983137983150983140983141983155 983140983141 983139983137983154983154983141983156983141983154983137 983161 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148
983139983137983158983141983154983150983137983155 983140983141 983140983141983142983141983150983155983137 983139983145983158983145983148 983145983150983156983141983154983155983141983139983139983145983151983150983141983155
De acuerdo a los antecedentes las dimensiones de las galeriacuteas de accesotienen 34 m y 45m de ancho ver Figura 3
Figura 3 Secciones de anaacutelisis
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Debido a que las excavaciones son tuacuteneles de acceso se consideraraacute elparaacutemetro ESR=13 la Tabla 10 muestra el valor AnchoESR4
Tabla 10 Relacioacuten AnchoESR
983105983150983139983144983151 983109983160983139983137983158983137983139983145983283983150
983131983149983133
983091983086983096 983089983086983091 983090983086983097983090
983092983086983090 983089983086983091 983091983086983092983094
983109983123983122 983105983150983139983144983151983087983109983123983122
La Figura 4 muestra el valor de AnchoESR para las secciones de anaacutelisis
Figura 4 ESR para secciones de anaacutelisis
Para el disentildeo del sostenimiento de ambos tuacuteneles consideraremos el cuocienteAnchoESR=346 debido a que no existe una diferencia considerable con elvalor AnchoESR=292 y corresponde a un valor maacutes conservador
4 El valor de ESR asumido es para tuacuteneles de acceso que tienen importancia al ser un acceso
principal a la mina y que tiene al mismo tiempo una vida uacutetil prolongada Si parte de los tuacutenelesson para otros objetivos o tienen una vida uacutetil reducida se podraacute considerar otro valor de ESR
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Para el caacutelculo del sostenimiento se definiraacuten cinco grupos o clases decalidades de roca seguacuten el paraacutemetro Q de Barton la Tabla 11 muestra losintervalos considerados
Tabla 11 Rangos paraacutemetro Q
983107983148983137983155983141 983122983137983150983143983151 983121
983113 983089983088983100983121
983113983113 983089983100983121983100983089983088
983113983113983113 983088983086983089983100983121983100983089
983113983126 983088983086983088983089983100983121983100983088983086983089
983126 983088983086983088983088983092983100983121983100983088983086983088983089
A continuacioacuten se proponen el sostenimiento para las distintas clases decalidades de roca teniendo en cuenta que corresponden a lineamientos desoporte general los que deben ser revisados en terreno y verificar que seanadecuados a las condiciones que presenten las excavaciones durante suejecucioacuten
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611 Fortificacioacuten clase I
Figura 5 Fortificacioacuten propuesta para clase I
El concepto de perno puntual considera que los pernos se instalan en formaocasional seguacuten alguacuten requerimiento especiacutefico debido por ejemplo a lapresencia de una cuntildea la que se ubica dentro de una roca de muy alta calidadgeoteacutecnica
Figura 6 Esquema fortificacioacuten clase I
-Pernos puntuales lechadosa columna completa conplanchuela y tuerca de22mm largo 25m-30m
-Drenajes eventuales deacuerdo a sondaje de
exploracioacuten
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612 Fortificacioacuten clase II
Figura 7 Fortificacioacuten propuesta para clase tipo II
Figura 8 Esquema fortificacioacuten clase II
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 15plusmn05mMalla metaacutelica si fuese necesariopara control de bloques y cuntildeas
-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
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613 Fortificacioacuten clase III
Figura 9 Fortificacioacuten propuesta para clase III
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado15plusmn025m-Shotcrete de 50mm a 100mm deespesor con fibras o mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
Figura 10 Esquema fortificacioacuten clase III
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614 Fortificacioacuten clase IV
Figura 11 Fortificacioacuten propuesta para clase IV
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado125plusmn025m-Shotcrete de 100mm a 150mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo asonda e de ex loracioacuten
Figura 12 Esquema fortificacioacuten clase IV
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615 Fortificacioacuten clase V
Figura 13 Fortificacioacuten propuesta para clase V
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuela ytuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 10plusmn02m-Shotcrete de 150mm a 250mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Marcos metaacutelicos tipo TH o anillosde hormigoacuten armado separacioacuten15plusmn05m
Figura 14 Esquema fortificacioacuten clase V
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2 OBJETIVOS
Los objetivos principales de este informe son
- Entregar una descripcioacuten breve del sistema de clasificacioacuten Q- Entregar una recomendacioacuten general de sostenimiento para diferentes
rangos de calidad geoteacutecnica calidades definidas seguacuten el meacutetodo Qmencionado
3 ANTECEDENTES
Para el desarrollo de este informe se consideraraacuten dos tipos de secciones
- Seccioacuten de 36mx36m
- Seccioacuten de 42mx42m
4 RESUMEN Y CONCLUSIONES
Las clasificaciones gomecaacutenicas sirven como meacutetodo para evaluar el
comportamiento del macizo rocoso en base a la calidad geoteacutecnica de la roca ya las condiciones de esfuerzos presencia de agua y otros El Meacutetodo propuestopor Barton conocido tambieacuten como meacutetodo Q ha sido utilizado habitualmentepara estimar los requerimientos de fortificacioacuten de un tuacutenel de caraacutecter civil ominero Se trata de un meacutetodo empiacuterico en el sentido de que lasrecomendaciones de fortificacioacuten se basan en la experiencia de muchos tuacutenelesdesarrollados en las diferentes calidades de rocas descritas en el meacutetodocalidades que pueden variar desde extremadamente buena a extremadamentemala El meacutetodo para efectuar las estimaciones de sostenimiento se basa nosoacutelo en las calidades geoteacutecnicas de las rocas sino que tambieacuten en el tamantildeode la excavacioacuten la vida uacutetil e importancia de la misma En este informe se
describe y utiliza el meacutetodo Q de Barton para parametrizar observaciones deterreno que permitan definir la fortificacioacuten necesaria para el sostenimiento en lostuacuteneles proyectados en Minera Cenizas
El meacutetodo Q estaacute basado en la estimacioacuten de seis paraacutemetros que deben serestimados a traveacutes de levantamientos geoteacutecnicos (sondajes o rocas expuestas)El valor del iacutendice Q se estima con la siguiente expresioacuten
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Donde RQDJn representa el tamantildeo de los bloques JnJa representa laresistencia al corte entre los bloques y JwSRF representa la influencia delestado tensional
La recomendacioacuten de sostenimiento que se entrega en este documento esvaacutelida para dos secciones de los tuacuteneles de acceso de dimensiones 38mx38my 45mx42m Para la recomendacioacuten de sostenimiento se definieron cincoclases de calidades de macizo rocoso definidas por el paraacutemetro Q La tabla 1
muestra los rangos de las clases definidas
Tabla 1 Rango de Q para clases geoteacutecnicas
983107983148983137983155983141 983122983137983150983143983151 983121
983113 983089983088983100983121
983113983113 983089983100983121983100983089983088
983113983113983113 983088983086983089983100983121983100983089
983113983126 983088983086983088983089983100983121983100983088983086983089
983126 983088983086983088983088983092983100983121983100983088983086983088983089
La recomendacioacuten de fortificacioacuten para cada clase definida en este informe enlos tuacuteneles de acceso corresponde a una sugerencia propuesta y a loslineamientos de soporte general la que debe ser revisada en terreno ycomprobar su buen funcionamiento La Tabla 2 resume el sostenimientopropuesto
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Tabla 2 Sostenimiento recomendado
983107983148983137983155983141 983110983151983154983156983145983142983145983139983137983139983145983283983150 983120983154983151983152983157983141983155983156983137
983113983120983141983154983150983151983155 983152983157983150983156983157983137983148983141983155983084 983148983141983139983144983137983140983151983155 983137 983139983151983148983157983149983150983137 983139983151983149983152983148983141983156983137983084 983139983151983150 983152983148983137983150983139983144983157983141983148983137 983161 983156983157983141983154983139983137 983140983141 983090983090983149983149983084 983148983137983154983143983151 983090983086983093983149983085
983091983086983088983149983086 983108983154983141983150983137983146983141983155 983141983158983141983150983156983157983137983148983141983155 983140983141 983137983139983157983141983154983140983151 983137 983155983151983150983140983137983146983141 983140983141 983141983160983152983148983151983154983137983139983145983283983150983086
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983120983141983154983150983151983155 983155983145983155983156983141983149983265983156983145983139983151983155 983148983141983139983144983137983140983151983155 983137 983139983151983148983157983149983150983137 983139983151983149983152983148983141983156983137983084 983139983151983150 983152983148983137983150983139983144983157983141983148983137 983161 983156983157983141983154983139983137 983090983090983149983149983084 983148983137983154983143983151 983090983086983093983149983085
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983108983154983141983150983137983146983141983155 983141983158983141983150983156983157983137983148983141983155 983140983141 983137983139983157983141983154983140983151 983137 983155983151983150983140983137983146983141 983140983141 983141983160983152983148983151983154983137983139983145983283983150983086
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983120983141983154983150983151983155 983155983145983155983156983141983149983265983156983145983139983151983155983084 983148983141983139983144983137983140983151983155 983137 983139983151983148983157983149983150983137 983139983151983149983152983148983141983156983137983084 983139983151983150 983152983148983137983150983139983144983157983141983148983137 983161 983156983157983141983154983139983137 983090983090983149983149983084 983148983137983154983143983151 983090983086983093983149983085
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983091983086983088983149983084 983149983137983148983148983137 983140983141 983141983149983152983141983154983150983137983140983151 983089983086983090983093983149983217983088983086983090983093983149983086 983123983144983151983156983139983154983141983156983141 983140983141 983089983088983088983149983149 983137 983089983093983088983149983149 983140983141 983141983155983152983141983155983151983154 983139983151983150 983142983145983138983154983137983155 983151
983140983151983138983148983141 983149983137983148983148983137 983141983148983141983139983156983154983151983155983151983148983140983137983140983137983086 983108983154983141983150983137983146983141983155 983141983158983141983150983156983157983137983148983141983155 983140983141 983137983139983157983141983154983140983151 983137 983155983151983150983140983137983146983141 983140983141 983141983160983152983148983151983154983137983139983145983283983150983086
983126
983120983141983154983150983151983155 983155983145983155983156983141983149983265983156983145983139983151983155983084 983148983141983139983144983137983140983151983155 983137 983139983151983148983157983149983150983137 983139983151983149983152983148983141983156983137983084 983139983151983150 983152983148983137983150983139983144983157983141983148983137 983161 983156983157983141983154983139983137 983090983090983149983149983084 983148983137983154983143983151 983090983086983093983149983085983091983086983088983149983084 983149983137983148983148983137 983140983141 983141983149983152983141983154983150983137983140983151 983089983086983088983149983217983088983086983090983149983086 983123983144983151983156983139983154983141983156983141 983140983141 983089983093983088983149983149 983137 983090983093983088983149983149 983140983141 983141983155983152983141983155983151983154 983139983151983150 983142983145983138983154983137983155 983151
983140983151983138983148983141 983149983137983148983148983137 983141983148983141983139983156983154983151983155983151983148983140983137983140983137983086 983120983137983154983137 983139983137983148983145983140983137983140983141983155 983140983141 983154983151983139983137 983149983157983161 983138983137983146983137983155 983149983137983154983139983151983155 983149983141983156983265983148983145983139983151983155 983156983145983152983151 983124983112 983151 983137983150983145983148983148983151983155
983140983141 983144983151983154983149983145983143983283983150 983137983154983149983137983140983151983086 983108983154983141983150983137983146983141983155 983141983158983141983150983156983157983137983148983141983155 983140983141 983137983139983157983141983154983140983151 983137 983155983151983150983140983137983146983141 983140983141 983141983160983152983148983151983154983137983139983145983283983150983086
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5 DESARROLLO
51 Sistema de Clasificacioacuten Q de Barton
El sistema de Barton tambieacuten conocido como sistema Q estaacute basado en laestimacioacuten de los siguientes paraacutemetros los que deben ser estimados a traveacutesde levantamientos geoteacutecnicos en rocas expuestas El valor del iacutendice Q seestima con la siguiente expresioacuten
Se entrega a continuacioacuten el significado de cada uno de los paraacutemetros y laforma de estimarlos
511 RQD
El RQD es un iacutendice ampliamente conocido y que se estima en formaporcentual para el caso de un sondaje como la suma de los trozos mayores de
100mm sobre un largo determinado de sondaje
RQD = sum li L x 100 ()
En que li son los trozos de sondaje mayores de 100mm L es el largo total deltramo de sondaje en el cual se mide el iacutendice
El RQD puede ser estimado en rocas expuestas determinando el nuacutemero defracturas o planos de discontinuidad abiertos por m3 de roca Esto puedeefectuarse simplemente contando el nuacutemero de planos que intersectan unahuincha de 2 a 3m puesta en la superficie de la roca El nuacutemero de planos
dividido por el largo medido entrega el nuacutemero de fracturas por metro El mismoprocedimiento se repite en dos direcciones adicionales La suma de los tresvalores de fracturas por metro entrega una estimacioacuten de Jv que correspondeal nuacutemero de fracturas por m3 El RQD se estima con la siguiente relacioacuten
RQD = 115 ndash 33 Jv
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Notas1 Cuando el valor medido de RQD es menor que 10 para el caacutelculo de Q se
asume igual a 102 El RQD en intervalos de 5 puntos es suficientemente preciso
512 Jn - Nuacutemero de Conjuntos de estructuras
El valor de Jn se estima seguacuten el siguiente cuadro que se basa en el nuacutemero deconjuntos estructurales presentes en la masa rocosa
Tabla 3 Nuacutemero de familias de diaclasas
mero e am as e ac asas n
Descripcioacuten n
Roca masiva 05 - 1
Una familia de diaclasas 2
Una familia y algunas discontinuidades al azar 3
Dos familias 4
Dos familias y algunas discontinuidades al azar 6
Tres familias 9
Tres familias y algunas discontinuidades al azar 12
Cuatro o maacutes familias roca muy fracturada 15Roca triturada terrosa 20
En portales se usa 2 x Jn y en intersecciones de tuacuteneles se usa 3 x Jn
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513 Jr - Nuacutemero representativo de la rugosidad de las estructuras
Para la estimacioacuten de la rugosidad se considera tanto la ondulacioacuten de losplanos como la rugosidad a pequentildea escala de los mismos La tabla siguienteentrega los criterios para asignar el valor de este nuacutemero
Tabla 4 Rugosidad de las discontinuidades
RUGOSIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES Jr
Contacto entre las paredes de las discontinuidades
- Contacto entre las dos paredes de la discontinuidad mediante un desplazamiento cortante de menos de Jr 10 cm
Diaclasas discontinuas 4
Diaclasa rugosa o irregular ondulada 3
Suave ondulada 2
Espejo de falla ondulada 15
Rugosa o irregular plana 15
Suave plana 1
Espejo de falla plana 05
- No existe Contacto entre las dos paredes de la discontinuidad cuando ambas se desplazan Jr lateralmente
Zona conteniendo minerales arcillosos suficientemente
gruesa para impedir el contacto entre las paredes de 1
la discontinuidad
Arenas gravas o zona fallada suficientemente gruesa
para impedir el contacto entre las dos paredes de la 1
discontinuidad
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514 Ja - Nuacutemero representativo de la alteracioacuten de las paredes de las
discontinuidades
Este nuacutemero toma en consideracioacuten la alteracioacuten de las paredes de lasdiscontinuidades la presencia de material en los planos y espesor y naturalezade tal material Este nuacutemero representa la resistencia al corte de los planoscomo tambieacuten su deformabilidad y potencial para hincharse o comprimirse
El cuadro siguiente entrega los antecedentes para estimar este nuacutemero
Tabla 5 Meteorizacioacuten de las discontinuidades
METEORIZACION DE LAS DISCONTINUIDADES Ja
DESCRIPCION Ja
- Contacto entre las dos paredes de la discontinuidadDiscontinuidad sellada dura sin reblandecimiento impermeable por ejemplo 075
cuarzo paredes sanas
Paredes de la discontinuidad uacutenicamente manchadas 1
Las paredes de las discontinuidades estaacuten alteradas ligeramente y contienen
minerales no reblandecibles partiacuteculas de arena roca desintegrada libre de 2
arcilla
Recubrimiento de limo o arena arcillosa pequentildea fraccioacuten arcillosa no 3
reblandecible
Recubrimiento de minerales arcillosos blandos o de baja friccioacuten por ejemplo
caolinita mica clorita talco yeso grafito y pequentildeas cantidades de arcillas 4expansivas Los recubrimientos son discontinuos con espesores maacuteximos de
1 oacute 2mm
- Contacto entre las dos paredes de la discontinuidad con menos de 10cm de desplazamiento cortantePartiacuteculas de arena roca desintegrada libre de arcilla 4
Fuertemente sobreconsolidados rellenos de minerales arcillosos no reblandecidos 6
los recubrimientos son continuos de menos de 5mm de espesor
Sobreconsolidacioacuten media o baja reblandecimiento rellenos de minerales 8
arcillosos Los recubrimientos son continuos de menos de 5mm de espesor
Rellenos de arcillas expansivas por ej montmorillonita de espesor continuo de 8 - 12
5mm El valor de Ja depende del porcentaje de partiacuteculas del tamantildeo de la arcilla
expansiva
- No existe Contacto entre las dos paredes de las discontinuidades cuando eacutesta hasufrido un desplazamiento cortanteZonas o bandas de roca desintegrada o roca machacada y arcilla 6 - 8
Zonas blandas de arcilla limosa o arenosa con pequentildea fraccioacuten de arcilla sin 5
resblandecimiento
Milonitos arcillosos gruesos 10 - 13 oacute 13 - 20
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515 Jw - Factor de reduccioacuten por agua
El factor considera la presioacuten de agua como tambieacuten la posibilidad de que elagua limpie las fracturas o reblandezca el relleno de ellas Se estima seguacuten elsiguiente cuadro
Tabla 6 Condicioacuten de agua en las discontinuidades
AGUA EN LAS DISCONTINUIDADES Jw
Presioacuten de
CONDICION DE AGUAS Jw agua
kgcm2
Excavaciones secas o de influencia poco
importante por ejemplo menos de 5ltmin 1 lt 1
localmente
Fluencia o presioacuten medias ocasional lavado 066 1 - 25
de los rellenos de las discontinuidades
Fluencia grande o presioacuten alta considerable 033 () 25 - 10
lavado de los rellenos de las discontinuidades
Fluencia o presioacuten de agua excepcionalmente 01 - 02 () gt 10
altas decayendo con el tiempo
Fluencia o presioacuten de aguas excepcionalmente
altas y continuas sin disminucioacuten en el 005 - 01 () gt 10
tiempo
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516 SRF - Factor de reduccioacuten por esfuerzos
Se estima en base al siguiente cuadro
Tabla 7 Valores SRF
TENSIONES EN LA EXCAVACION SRF Descripcioacuten
1 Zonas deacutebiles que intersectan la excavacioacuten y pueden SRF causar caiacuteda de bloques seguacuten avanza la mismaOcurrencia de muacuteltiples zonas de debilidad conteniendo
arcillas o roca quiacutemicamente desintegrada Roca muy 10
suelta alrededor cualquier profundidadSoacutelo una zona deacutebil conteniendo arcilla o roca
desintegrada quiacutemicamente Profundidad de excavacioacuten 5
menor de 50m
Soacutelo una zona deacutebil conteniendo arcilla o roca
desintegrada quiacutemicamente Profundidad de excavacioacuten 25
mayor de 50m
Varias zonas de fractura en roca competente libre de 75
arcilla roca suelta alrededor Cualquier profundidad
Soacutelo una zona fracturada en roca competente libre de 5
arcilla profundidad de excavacioacuten menor de 50m
Soacutelo una zona fracturada en roca competente libre de 25
arcilla profundidad de excavacioacuten mayor de 50m
Discontinuidades abiertas sueltas muy fracturadas 5
cualquier profundidad
2 Rocas competentes problemas σσσσc σσσσ1 σσσσt σσσσ1 SRF
de tensiones en las rocasTensiones pequentildeas cerca de la 25
superficie
Tensiones medias 1
Tensiones altas estructura muy
compactaNormalmente favorable 05 - 20
para la estabilidad Puede ser des-
favorable para estabilidad paredes
Explosioacuten de roca suave roca 5 - 10
masiva
Explosioacuten de roca fuerte roca 10 - 20
masiva
3 Roca fluyente flujo plaacutestico de roca incompetente bajo la influencia de altas presiones litostaacuteticasPresioacuten de flujo suave 5 - 10
Presioacuten de flujo intensa 10 - 20
4 Rocas expansivas actividad expansiva quiacutemica dependiendo de la presencia de aguaPresioacuten de expansioacuten suave 5 - 10
Presioacuten de expansioacuten intensa 10 - 20
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Los distintos valores del paraacutemetro Q se pueden agrupar en los rangos que
muestra la Tabla 8 La Figura 1 muestra dos casos con valores extremos del
valor de Q
Tabla 8 Clasificacioacuten valores Q
983121 983126983137983148983151983154983137983139983145983283983150
983088983086983088983088983089983085983088983086983088983089 983109983160983139983141983152983139983145983151983150983137983148983149983141983150983156983141 983117983137983148983137
983088983086983088983089983085983088983086983089 983109983160983156983154983141983149983137983140983137983149983141983150983156983141 983117983137983148983137
983088983086983089983085983089 983117983157983161 983117983137983148983137
983089983085983092 983117983137983148983137983092983085983089983088 983117983141983140983145983137
983089983088983085983092983088 983106983157983141983150983137
983092983088983085983089983088983088 983117983157983161 983106983157983141983150983137
983089983088983088983085983092983088983088 983109983160983156983154983141983149983137983140983137983149983141983150983156983141 983106983157983141983150983137
983092983088983088983085983089983088983088983088 983109983160983139983141983152983139983145983151983150983137983148983149983141983150983156983141 983106983157983141983150983137
Figura 1 Valores extremos del paraacutemetro Q
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517 Largo pernos de anclaje
La longitud de los pernos se puede obtener mediante la expresioacuten
Techo
983090 983088983086983089983093
Paredes
983090 983088983086983089983093
B= ancho excavacioacutenH= altura excavacioacuten
Para el caso del tuacutenel de 45m de ancho tenemos que el largo de los pernos esigual a
983090 983088983086983089983093
ESR=13
Largo pernos L=252m
Maacutes adelante se explica el significado del factor ESR asumido en este casocomo 13
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6 RECOMENDACIOacuteN DE FORTIFICACIOacuteN
La figura 2 define el tipo de sostenimiento a partir de la clasificacioacuten del macizorocoso (Q) el ancho de la excavacioacuten y el paraacutemetro ESR El paraacutemetro ESR(Excavation Support Ratio) depende el tipo de excavacioacuten los valores de eacuteste seindican en la tabla 9
Figura 2 Sostenimiento
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Tabla 9 Paraacutemetro ESR983109983123983122
39830855
983123983141983139983139983145983283983150
983139983145983154983139983157983148983137983154 25
983123983141983139983139983145983283983150
983154983141983139983156983137983150983143983157983148983137983154 20
16
13
10
0983096983107983141983150983156983154983137983148983141983155 983150983157983139983148983141983137983154983141983155 983155983157983138983156983141983154983265983150983141983137983155 983141983155983156983137983139983145983151983150983141983155 983140983141 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148 983152983137983138983141983148983148983151983150983141983155
983140983141983152983151983154983156983145983158983151983155 983161 983140983141 983155983141983154983158983145983139983145983151983155
983120983151983162983151983155 983158983141983154983156983145983139983137983148983141983155
983124983113983120983119 983108983109 983109983128983107983105983126983105983107983113983251983118
983117983145983150983137983155 983137983138983145983141983154983156983137983155 983156983141983149983152983151983154983137983148983149983141983150983156983141
983117983145983150983137983155 983137983138983145983141983154983156983137983155 983152983141983154983149983137983150983150983141983156983149983141983150983156983141 983156983290983150983141983148983141983155 983144983145983140983154983151983141983148983273983139983156983154983145983139983151983155 983156983290983150983141983148983141983155 983152983145983148983151983156983151 983161
983143983137983148983141983154983277983137983155 983140983141 983137983158983137983150983139983141 983152983137983154983137 983143983154983137983150983140983141983155 983141983160983139983137983158983137983139983145983151983150983141983155
983107983137983158983141983154983150983137983155 983140983141 983137983148983149983137983139983141983150983137983149983145983141983150983156983151 983152983148983137983150983156983137983155 983140983141 983156983154983137983156983137983149983145983141983150983156983151 983140983141 983137983143983157983137983155 983156983290983150983141983148983141983155983152983141983153983157983141983281983151983155 983140983141 983139983137983154983154983141983156983141983154983137 983161 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148 983156983290983150983141983148983141983155 983140983141 983137983139983139983141983155983151
983107983141983150983156983154983137983148983141983155 983141983148983273983139983154983145983139983137983155 983155983157983138983156983141983154983154983265983150983141983137983155 983156983290983150983141983148983141983155 983143983154983137983150983140983141983155 983140983141 983139983137983154983154983141983156983141983154983137 983161 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148
983139983137983158983141983154983150983137983155 983140983141 983140983141983142983141983150983155983137 983139983145983158983145983148 983145983150983156983141983154983155983141983139983139983145983151983150983141983155
De acuerdo a los antecedentes las dimensiones de las galeriacuteas de accesotienen 34 m y 45m de ancho ver Figura 3
Figura 3 Secciones de anaacutelisis
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Debido a que las excavaciones son tuacuteneles de acceso se consideraraacute elparaacutemetro ESR=13 la Tabla 10 muestra el valor AnchoESR4
Tabla 10 Relacioacuten AnchoESR
983105983150983139983144983151 983109983160983139983137983158983137983139983145983283983150
983131983149983133
983091983086983096 983089983086983091 983090983086983097983090
983092983086983090 983089983086983091 983091983086983092983094
983109983123983122 983105983150983139983144983151983087983109983123983122
La Figura 4 muestra el valor de AnchoESR para las secciones de anaacutelisis
Figura 4 ESR para secciones de anaacutelisis
Para el disentildeo del sostenimiento de ambos tuacuteneles consideraremos el cuocienteAnchoESR=346 debido a que no existe una diferencia considerable con elvalor AnchoESR=292 y corresponde a un valor maacutes conservador
4 El valor de ESR asumido es para tuacuteneles de acceso que tienen importancia al ser un acceso
principal a la mina y que tiene al mismo tiempo una vida uacutetil prolongada Si parte de los tuacutenelesson para otros objetivos o tienen una vida uacutetil reducida se podraacute considerar otro valor de ESR
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Para el caacutelculo del sostenimiento se definiraacuten cinco grupos o clases decalidades de roca seguacuten el paraacutemetro Q de Barton la Tabla 11 muestra losintervalos considerados
Tabla 11 Rangos paraacutemetro Q
983107983148983137983155983141 983122983137983150983143983151 983121
983113 983089983088983100983121
983113983113 983089983100983121983100983089983088
983113983113983113 983088983086983089983100983121983100983089
983113983126 983088983086983088983089983100983121983100983088983086983089
983126 983088983086983088983088983092983100983121983100983088983086983088983089
A continuacioacuten se proponen el sostenimiento para las distintas clases decalidades de roca teniendo en cuenta que corresponden a lineamientos desoporte general los que deben ser revisados en terreno y verificar que seanadecuados a las condiciones que presenten las excavaciones durante suejecucioacuten
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611 Fortificacioacuten clase I
Figura 5 Fortificacioacuten propuesta para clase I
El concepto de perno puntual considera que los pernos se instalan en formaocasional seguacuten alguacuten requerimiento especiacutefico debido por ejemplo a lapresencia de una cuntildea la que se ubica dentro de una roca de muy alta calidadgeoteacutecnica
Figura 6 Esquema fortificacioacuten clase I
-Pernos puntuales lechadosa columna completa conplanchuela y tuerca de22mm largo 25m-30m
-Drenajes eventuales deacuerdo a sondaje de
exploracioacuten
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612 Fortificacioacuten clase II
Figura 7 Fortificacioacuten propuesta para clase tipo II
Figura 8 Esquema fortificacioacuten clase II
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 15plusmn05mMalla metaacutelica si fuese necesariopara control de bloques y cuntildeas
-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
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613 Fortificacioacuten clase III
Figura 9 Fortificacioacuten propuesta para clase III
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado15plusmn025m-Shotcrete de 50mm a 100mm deespesor con fibras o mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
Figura 10 Esquema fortificacioacuten clase III
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614 Fortificacioacuten clase IV
Figura 11 Fortificacioacuten propuesta para clase IV
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado125plusmn025m-Shotcrete de 100mm a 150mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo asonda e de ex loracioacuten
Figura 12 Esquema fortificacioacuten clase IV
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615 Fortificacioacuten clase V
Figura 13 Fortificacioacuten propuesta para clase V
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuela ytuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 10plusmn02m-Shotcrete de 150mm a 250mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Marcos metaacutelicos tipo TH o anillosde hormigoacuten armado separacioacuten15plusmn05m
Figura 14 Esquema fortificacioacuten clase V
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Donde RQDJn representa el tamantildeo de los bloques JnJa representa laresistencia al corte entre los bloques y JwSRF representa la influencia delestado tensional
La recomendacioacuten de sostenimiento que se entrega en este documento esvaacutelida para dos secciones de los tuacuteneles de acceso de dimensiones 38mx38my 45mx42m Para la recomendacioacuten de sostenimiento se definieron cincoclases de calidades de macizo rocoso definidas por el paraacutemetro Q La tabla 1
muestra los rangos de las clases definidas
Tabla 1 Rango de Q para clases geoteacutecnicas
983107983148983137983155983141 983122983137983150983143983151 983121
983113 983089983088983100983121
983113983113 983089983100983121983100983089983088
983113983113983113 983088983086983089983100983121983100983089
983113983126 983088983086983088983089983100983121983100983088983086983089
983126 983088983086983088983088983092983100983121983100983088983086983088983089
La recomendacioacuten de fortificacioacuten para cada clase definida en este informe enlos tuacuteneles de acceso corresponde a una sugerencia propuesta y a loslineamientos de soporte general la que debe ser revisada en terreno ycomprobar su buen funcionamiento La Tabla 2 resume el sostenimientopropuesto
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Tabla 2 Sostenimiento recomendado
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983113983120983141983154983150983151983155 983152983157983150983156983157983137983148983141983155983084 983148983141983139983144983137983140983151983155 983137 983139983151983148983157983149983150983137 983139983151983149983152983148983141983156983137983084 983139983151983150 983152983148983137983150983139983144983157983141983148983137 983161 983156983157983141983154983139983137 983140983141 983090983090983149983149983084 983148983137983154983143983151 983090983086983093983149983085
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5 DESARROLLO
51 Sistema de Clasificacioacuten Q de Barton
El sistema de Barton tambieacuten conocido como sistema Q estaacute basado en laestimacioacuten de los siguientes paraacutemetros los que deben ser estimados a traveacutesde levantamientos geoteacutecnicos en rocas expuestas El valor del iacutendice Q seestima con la siguiente expresioacuten
Se entrega a continuacioacuten el significado de cada uno de los paraacutemetros y laforma de estimarlos
511 RQD
El RQD es un iacutendice ampliamente conocido y que se estima en formaporcentual para el caso de un sondaje como la suma de los trozos mayores de
100mm sobre un largo determinado de sondaje
RQD = sum li L x 100 ()
En que li son los trozos de sondaje mayores de 100mm L es el largo total deltramo de sondaje en el cual se mide el iacutendice
El RQD puede ser estimado en rocas expuestas determinando el nuacutemero defracturas o planos de discontinuidad abiertos por m3 de roca Esto puedeefectuarse simplemente contando el nuacutemero de planos que intersectan unahuincha de 2 a 3m puesta en la superficie de la roca El nuacutemero de planos
dividido por el largo medido entrega el nuacutemero de fracturas por metro El mismoprocedimiento se repite en dos direcciones adicionales La suma de los tresvalores de fracturas por metro entrega una estimacioacuten de Jv que correspondeal nuacutemero de fracturas por m3 El RQD se estima con la siguiente relacioacuten
RQD = 115 ndash 33 Jv
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Notas1 Cuando el valor medido de RQD es menor que 10 para el caacutelculo de Q se
asume igual a 102 El RQD en intervalos de 5 puntos es suficientemente preciso
512 Jn - Nuacutemero de Conjuntos de estructuras
El valor de Jn se estima seguacuten el siguiente cuadro que se basa en el nuacutemero deconjuntos estructurales presentes en la masa rocosa
Tabla 3 Nuacutemero de familias de diaclasas
mero e am as e ac asas n
Descripcioacuten n
Roca masiva 05 - 1
Una familia de diaclasas 2
Una familia y algunas discontinuidades al azar 3
Dos familias 4
Dos familias y algunas discontinuidades al azar 6
Tres familias 9
Tres familias y algunas discontinuidades al azar 12
Cuatro o maacutes familias roca muy fracturada 15Roca triturada terrosa 20
En portales se usa 2 x Jn y en intersecciones de tuacuteneles se usa 3 x Jn
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513 Jr - Nuacutemero representativo de la rugosidad de las estructuras
Para la estimacioacuten de la rugosidad se considera tanto la ondulacioacuten de losplanos como la rugosidad a pequentildea escala de los mismos La tabla siguienteentrega los criterios para asignar el valor de este nuacutemero
Tabla 4 Rugosidad de las discontinuidades
RUGOSIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES Jr
Contacto entre las paredes de las discontinuidades
- Contacto entre las dos paredes de la discontinuidad mediante un desplazamiento cortante de menos de Jr 10 cm
Diaclasas discontinuas 4
Diaclasa rugosa o irregular ondulada 3
Suave ondulada 2
Espejo de falla ondulada 15
Rugosa o irregular plana 15
Suave plana 1
Espejo de falla plana 05
- No existe Contacto entre las dos paredes de la discontinuidad cuando ambas se desplazan Jr lateralmente
Zona conteniendo minerales arcillosos suficientemente
gruesa para impedir el contacto entre las paredes de 1
la discontinuidad
Arenas gravas o zona fallada suficientemente gruesa
para impedir el contacto entre las dos paredes de la 1
discontinuidad
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514 Ja - Nuacutemero representativo de la alteracioacuten de las paredes de las
discontinuidades
Este nuacutemero toma en consideracioacuten la alteracioacuten de las paredes de lasdiscontinuidades la presencia de material en los planos y espesor y naturalezade tal material Este nuacutemero representa la resistencia al corte de los planoscomo tambieacuten su deformabilidad y potencial para hincharse o comprimirse
El cuadro siguiente entrega los antecedentes para estimar este nuacutemero
Tabla 5 Meteorizacioacuten de las discontinuidades
METEORIZACION DE LAS DISCONTINUIDADES Ja
DESCRIPCION Ja
- Contacto entre las dos paredes de la discontinuidadDiscontinuidad sellada dura sin reblandecimiento impermeable por ejemplo 075
cuarzo paredes sanas
Paredes de la discontinuidad uacutenicamente manchadas 1
Las paredes de las discontinuidades estaacuten alteradas ligeramente y contienen
minerales no reblandecibles partiacuteculas de arena roca desintegrada libre de 2
arcilla
Recubrimiento de limo o arena arcillosa pequentildea fraccioacuten arcillosa no 3
reblandecible
Recubrimiento de minerales arcillosos blandos o de baja friccioacuten por ejemplo
caolinita mica clorita talco yeso grafito y pequentildeas cantidades de arcillas 4expansivas Los recubrimientos son discontinuos con espesores maacuteximos de
1 oacute 2mm
- Contacto entre las dos paredes de la discontinuidad con menos de 10cm de desplazamiento cortantePartiacuteculas de arena roca desintegrada libre de arcilla 4
Fuertemente sobreconsolidados rellenos de minerales arcillosos no reblandecidos 6
los recubrimientos son continuos de menos de 5mm de espesor
Sobreconsolidacioacuten media o baja reblandecimiento rellenos de minerales 8
arcillosos Los recubrimientos son continuos de menos de 5mm de espesor
Rellenos de arcillas expansivas por ej montmorillonita de espesor continuo de 8 - 12
5mm El valor de Ja depende del porcentaje de partiacuteculas del tamantildeo de la arcilla
expansiva
- No existe Contacto entre las dos paredes de las discontinuidades cuando eacutesta hasufrido un desplazamiento cortanteZonas o bandas de roca desintegrada o roca machacada y arcilla 6 - 8
Zonas blandas de arcilla limosa o arenosa con pequentildea fraccioacuten de arcilla sin 5
resblandecimiento
Milonitos arcillosos gruesos 10 - 13 oacute 13 - 20
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515 Jw - Factor de reduccioacuten por agua
El factor considera la presioacuten de agua como tambieacuten la posibilidad de que elagua limpie las fracturas o reblandezca el relleno de ellas Se estima seguacuten elsiguiente cuadro
Tabla 6 Condicioacuten de agua en las discontinuidades
AGUA EN LAS DISCONTINUIDADES Jw
Presioacuten de
CONDICION DE AGUAS Jw agua
kgcm2
Excavaciones secas o de influencia poco
importante por ejemplo menos de 5ltmin 1 lt 1
localmente
Fluencia o presioacuten medias ocasional lavado 066 1 - 25
de los rellenos de las discontinuidades
Fluencia grande o presioacuten alta considerable 033 () 25 - 10
lavado de los rellenos de las discontinuidades
Fluencia o presioacuten de agua excepcionalmente 01 - 02 () gt 10
altas decayendo con el tiempo
Fluencia o presioacuten de aguas excepcionalmente
altas y continuas sin disminucioacuten en el 005 - 01 () gt 10
tiempo
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516 SRF - Factor de reduccioacuten por esfuerzos
Se estima en base al siguiente cuadro
Tabla 7 Valores SRF
TENSIONES EN LA EXCAVACION SRF Descripcioacuten
1 Zonas deacutebiles que intersectan la excavacioacuten y pueden SRF causar caiacuteda de bloques seguacuten avanza la mismaOcurrencia de muacuteltiples zonas de debilidad conteniendo
arcillas o roca quiacutemicamente desintegrada Roca muy 10
suelta alrededor cualquier profundidadSoacutelo una zona deacutebil conteniendo arcilla o roca
desintegrada quiacutemicamente Profundidad de excavacioacuten 5
menor de 50m
Soacutelo una zona deacutebil conteniendo arcilla o roca
desintegrada quiacutemicamente Profundidad de excavacioacuten 25
mayor de 50m
Varias zonas de fractura en roca competente libre de 75
arcilla roca suelta alrededor Cualquier profundidad
Soacutelo una zona fracturada en roca competente libre de 5
arcilla profundidad de excavacioacuten menor de 50m
Soacutelo una zona fracturada en roca competente libre de 25
arcilla profundidad de excavacioacuten mayor de 50m
Discontinuidades abiertas sueltas muy fracturadas 5
cualquier profundidad
2 Rocas competentes problemas σσσσc σσσσ1 σσσσt σσσσ1 SRF
de tensiones en las rocasTensiones pequentildeas cerca de la 25
superficie
Tensiones medias 1
Tensiones altas estructura muy
compactaNormalmente favorable 05 - 20
para la estabilidad Puede ser des-
favorable para estabilidad paredes
Explosioacuten de roca suave roca 5 - 10
masiva
Explosioacuten de roca fuerte roca 10 - 20
masiva
3 Roca fluyente flujo plaacutestico de roca incompetente bajo la influencia de altas presiones litostaacuteticasPresioacuten de flujo suave 5 - 10
Presioacuten de flujo intensa 10 - 20
4 Rocas expansivas actividad expansiva quiacutemica dependiendo de la presencia de aguaPresioacuten de expansioacuten suave 5 - 10
Presioacuten de expansioacuten intensa 10 - 20
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Los distintos valores del paraacutemetro Q se pueden agrupar en los rangos que
muestra la Tabla 8 La Figura 1 muestra dos casos con valores extremos del
valor de Q
Tabla 8 Clasificacioacuten valores Q
983121 983126983137983148983151983154983137983139983145983283983150
983088983086983088983088983089983085983088983086983088983089 983109983160983139983141983152983139983145983151983150983137983148983149983141983150983156983141 983117983137983148983137
983088983086983088983089983085983088983086983089 983109983160983156983154983141983149983137983140983137983149983141983150983156983141 983117983137983148983137
983088983086983089983085983089 983117983157983161 983117983137983148983137
983089983085983092 983117983137983148983137983092983085983089983088 983117983141983140983145983137
983089983088983085983092983088 983106983157983141983150983137
983092983088983085983089983088983088 983117983157983161 983106983157983141983150983137
983089983088983088983085983092983088983088 983109983160983156983154983141983149983137983140983137983149983141983150983156983141 983106983157983141983150983137
983092983088983088983085983089983088983088983088 983109983160983139983141983152983139983145983151983150983137983148983149983141983150983156983141 983106983157983141983150983137
Figura 1 Valores extremos del paraacutemetro Q
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517 Largo pernos de anclaje
La longitud de los pernos se puede obtener mediante la expresioacuten
Techo
983090 983088983086983089983093
Paredes
983090 983088983086983089983093
B= ancho excavacioacutenH= altura excavacioacuten
Para el caso del tuacutenel de 45m de ancho tenemos que el largo de los pernos esigual a
983090 983088983086983089983093
ESR=13
Largo pernos L=252m
Maacutes adelante se explica el significado del factor ESR asumido en este casocomo 13
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6 RECOMENDACIOacuteN DE FORTIFICACIOacuteN
La figura 2 define el tipo de sostenimiento a partir de la clasificacioacuten del macizorocoso (Q) el ancho de la excavacioacuten y el paraacutemetro ESR El paraacutemetro ESR(Excavation Support Ratio) depende el tipo de excavacioacuten los valores de eacuteste seindican en la tabla 9
Figura 2 Sostenimiento
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Tabla 9 Paraacutemetro ESR983109983123983122
39830855
983123983141983139983139983145983283983150
983139983145983154983139983157983148983137983154 25
983123983141983139983139983145983283983150
983154983141983139983156983137983150983143983157983148983137983154 20
16
13
10
0983096983107983141983150983156983154983137983148983141983155 983150983157983139983148983141983137983154983141983155 983155983157983138983156983141983154983265983150983141983137983155 983141983155983156983137983139983145983151983150983141983155 983140983141 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148 983152983137983138983141983148983148983151983150983141983155
983140983141983152983151983154983156983145983158983151983155 983161 983140983141 983155983141983154983158983145983139983145983151983155
983120983151983162983151983155 983158983141983154983156983145983139983137983148983141983155
983124983113983120983119 983108983109 983109983128983107983105983126983105983107983113983251983118
983117983145983150983137983155 983137983138983145983141983154983156983137983155 983156983141983149983152983151983154983137983148983149983141983150983156983141
983117983145983150983137983155 983137983138983145983141983154983156983137983155 983152983141983154983149983137983150983150983141983156983149983141983150983156983141 983156983290983150983141983148983141983155 983144983145983140983154983151983141983148983273983139983156983154983145983139983151983155 983156983290983150983141983148983141983155 983152983145983148983151983156983151 983161
983143983137983148983141983154983277983137983155 983140983141 983137983158983137983150983139983141 983152983137983154983137 983143983154983137983150983140983141983155 983141983160983139983137983158983137983139983145983151983150983141983155
983107983137983158983141983154983150983137983155 983140983141 983137983148983149983137983139983141983150983137983149983145983141983150983156983151 983152983148983137983150983156983137983155 983140983141 983156983154983137983156983137983149983145983141983150983156983151 983140983141 983137983143983157983137983155 983156983290983150983141983148983141983155983152983141983153983157983141983281983151983155 983140983141 983139983137983154983154983141983156983141983154983137 983161 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148 983156983290983150983141983148983141983155 983140983141 983137983139983139983141983155983151
983107983141983150983156983154983137983148983141983155 983141983148983273983139983154983145983139983137983155 983155983157983138983156983141983154983154983265983150983141983137983155 983156983290983150983141983148983141983155 983143983154983137983150983140983141983155 983140983141 983139983137983154983154983141983156983141983154983137 983161 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148
983139983137983158983141983154983150983137983155 983140983141 983140983141983142983141983150983155983137 983139983145983158983145983148 983145983150983156983141983154983155983141983139983139983145983151983150983141983155
De acuerdo a los antecedentes las dimensiones de las galeriacuteas de accesotienen 34 m y 45m de ancho ver Figura 3
Figura 3 Secciones de anaacutelisis
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Debido a que las excavaciones son tuacuteneles de acceso se consideraraacute elparaacutemetro ESR=13 la Tabla 10 muestra el valor AnchoESR4
Tabla 10 Relacioacuten AnchoESR
983105983150983139983144983151 983109983160983139983137983158983137983139983145983283983150
983131983149983133
983091983086983096 983089983086983091 983090983086983097983090
983092983086983090 983089983086983091 983091983086983092983094
983109983123983122 983105983150983139983144983151983087983109983123983122
La Figura 4 muestra el valor de AnchoESR para las secciones de anaacutelisis
Figura 4 ESR para secciones de anaacutelisis
Para el disentildeo del sostenimiento de ambos tuacuteneles consideraremos el cuocienteAnchoESR=346 debido a que no existe una diferencia considerable con elvalor AnchoESR=292 y corresponde a un valor maacutes conservador
4 El valor de ESR asumido es para tuacuteneles de acceso que tienen importancia al ser un acceso
principal a la mina y que tiene al mismo tiempo una vida uacutetil prolongada Si parte de los tuacutenelesson para otros objetivos o tienen una vida uacutetil reducida se podraacute considerar otro valor de ESR
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Para el caacutelculo del sostenimiento se definiraacuten cinco grupos o clases decalidades de roca seguacuten el paraacutemetro Q de Barton la Tabla 11 muestra losintervalos considerados
Tabla 11 Rangos paraacutemetro Q
983107983148983137983155983141 983122983137983150983143983151 983121
983113 983089983088983100983121
983113983113 983089983100983121983100983089983088
983113983113983113 983088983086983089983100983121983100983089
983113983126 983088983086983088983089983100983121983100983088983086983089
983126 983088983086983088983088983092983100983121983100983088983086983088983089
A continuacioacuten se proponen el sostenimiento para las distintas clases decalidades de roca teniendo en cuenta que corresponden a lineamientos desoporte general los que deben ser revisados en terreno y verificar que seanadecuados a las condiciones que presenten las excavaciones durante suejecucioacuten
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611 Fortificacioacuten clase I
Figura 5 Fortificacioacuten propuesta para clase I
El concepto de perno puntual considera que los pernos se instalan en formaocasional seguacuten alguacuten requerimiento especiacutefico debido por ejemplo a lapresencia de una cuntildea la que se ubica dentro de una roca de muy alta calidadgeoteacutecnica
Figura 6 Esquema fortificacioacuten clase I
-Pernos puntuales lechadosa columna completa conplanchuela y tuerca de22mm largo 25m-30m
-Drenajes eventuales deacuerdo a sondaje de
exploracioacuten
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612 Fortificacioacuten clase II
Figura 7 Fortificacioacuten propuesta para clase tipo II
Figura 8 Esquema fortificacioacuten clase II
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 15plusmn05mMalla metaacutelica si fuese necesariopara control de bloques y cuntildeas
-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
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613 Fortificacioacuten clase III
Figura 9 Fortificacioacuten propuesta para clase III
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado15plusmn025m-Shotcrete de 50mm a 100mm deespesor con fibras o mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
Figura 10 Esquema fortificacioacuten clase III
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614 Fortificacioacuten clase IV
Figura 11 Fortificacioacuten propuesta para clase IV
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado125plusmn025m-Shotcrete de 100mm a 150mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo asonda e de ex loracioacuten
Figura 12 Esquema fortificacioacuten clase IV
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615 Fortificacioacuten clase V
Figura 13 Fortificacioacuten propuesta para clase V
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuela ytuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 10plusmn02m-Shotcrete de 150mm a 250mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Marcos metaacutelicos tipo TH o anillosde hormigoacuten armado separacioacuten15plusmn05m
Figura 14 Esquema fortificacioacuten clase V
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Tabla 2 Sostenimiento recomendado
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5 DESARROLLO
51 Sistema de Clasificacioacuten Q de Barton
El sistema de Barton tambieacuten conocido como sistema Q estaacute basado en laestimacioacuten de los siguientes paraacutemetros los que deben ser estimados a traveacutesde levantamientos geoteacutecnicos en rocas expuestas El valor del iacutendice Q seestima con la siguiente expresioacuten
Se entrega a continuacioacuten el significado de cada uno de los paraacutemetros y laforma de estimarlos
511 RQD
El RQD es un iacutendice ampliamente conocido y que se estima en formaporcentual para el caso de un sondaje como la suma de los trozos mayores de
100mm sobre un largo determinado de sondaje
RQD = sum li L x 100 ()
En que li son los trozos de sondaje mayores de 100mm L es el largo total deltramo de sondaje en el cual se mide el iacutendice
El RQD puede ser estimado en rocas expuestas determinando el nuacutemero defracturas o planos de discontinuidad abiertos por m3 de roca Esto puedeefectuarse simplemente contando el nuacutemero de planos que intersectan unahuincha de 2 a 3m puesta en la superficie de la roca El nuacutemero de planos
dividido por el largo medido entrega el nuacutemero de fracturas por metro El mismoprocedimiento se repite en dos direcciones adicionales La suma de los tresvalores de fracturas por metro entrega una estimacioacuten de Jv que correspondeal nuacutemero de fracturas por m3 El RQD se estima con la siguiente relacioacuten
RQD = 115 ndash 33 Jv
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Notas1 Cuando el valor medido de RQD es menor que 10 para el caacutelculo de Q se
asume igual a 102 El RQD en intervalos de 5 puntos es suficientemente preciso
512 Jn - Nuacutemero de Conjuntos de estructuras
El valor de Jn se estima seguacuten el siguiente cuadro que se basa en el nuacutemero deconjuntos estructurales presentes en la masa rocosa
Tabla 3 Nuacutemero de familias de diaclasas
mero e am as e ac asas n
Descripcioacuten n
Roca masiva 05 - 1
Una familia de diaclasas 2
Una familia y algunas discontinuidades al azar 3
Dos familias 4
Dos familias y algunas discontinuidades al azar 6
Tres familias 9
Tres familias y algunas discontinuidades al azar 12
Cuatro o maacutes familias roca muy fracturada 15Roca triturada terrosa 20
En portales se usa 2 x Jn y en intersecciones de tuacuteneles se usa 3 x Jn
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513 Jr - Nuacutemero representativo de la rugosidad de las estructuras
Para la estimacioacuten de la rugosidad se considera tanto la ondulacioacuten de losplanos como la rugosidad a pequentildea escala de los mismos La tabla siguienteentrega los criterios para asignar el valor de este nuacutemero
Tabla 4 Rugosidad de las discontinuidades
RUGOSIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES Jr
Contacto entre las paredes de las discontinuidades
- Contacto entre las dos paredes de la discontinuidad mediante un desplazamiento cortante de menos de Jr 10 cm
Diaclasas discontinuas 4
Diaclasa rugosa o irregular ondulada 3
Suave ondulada 2
Espejo de falla ondulada 15
Rugosa o irregular plana 15
Suave plana 1
Espejo de falla plana 05
- No existe Contacto entre las dos paredes de la discontinuidad cuando ambas se desplazan Jr lateralmente
Zona conteniendo minerales arcillosos suficientemente
gruesa para impedir el contacto entre las paredes de 1
la discontinuidad
Arenas gravas o zona fallada suficientemente gruesa
para impedir el contacto entre las dos paredes de la 1
discontinuidad
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514 Ja - Nuacutemero representativo de la alteracioacuten de las paredes de las
discontinuidades
Este nuacutemero toma en consideracioacuten la alteracioacuten de las paredes de lasdiscontinuidades la presencia de material en los planos y espesor y naturalezade tal material Este nuacutemero representa la resistencia al corte de los planoscomo tambieacuten su deformabilidad y potencial para hincharse o comprimirse
El cuadro siguiente entrega los antecedentes para estimar este nuacutemero
Tabla 5 Meteorizacioacuten de las discontinuidades
METEORIZACION DE LAS DISCONTINUIDADES Ja
DESCRIPCION Ja
- Contacto entre las dos paredes de la discontinuidadDiscontinuidad sellada dura sin reblandecimiento impermeable por ejemplo 075
cuarzo paredes sanas
Paredes de la discontinuidad uacutenicamente manchadas 1
Las paredes de las discontinuidades estaacuten alteradas ligeramente y contienen
minerales no reblandecibles partiacuteculas de arena roca desintegrada libre de 2
arcilla
Recubrimiento de limo o arena arcillosa pequentildea fraccioacuten arcillosa no 3
reblandecible
Recubrimiento de minerales arcillosos blandos o de baja friccioacuten por ejemplo
caolinita mica clorita talco yeso grafito y pequentildeas cantidades de arcillas 4expansivas Los recubrimientos son discontinuos con espesores maacuteximos de
1 oacute 2mm
- Contacto entre las dos paredes de la discontinuidad con menos de 10cm de desplazamiento cortantePartiacuteculas de arena roca desintegrada libre de arcilla 4
Fuertemente sobreconsolidados rellenos de minerales arcillosos no reblandecidos 6
los recubrimientos son continuos de menos de 5mm de espesor
Sobreconsolidacioacuten media o baja reblandecimiento rellenos de minerales 8
arcillosos Los recubrimientos son continuos de menos de 5mm de espesor
Rellenos de arcillas expansivas por ej montmorillonita de espesor continuo de 8 - 12
5mm El valor de Ja depende del porcentaje de partiacuteculas del tamantildeo de la arcilla
expansiva
- No existe Contacto entre las dos paredes de las discontinuidades cuando eacutesta hasufrido un desplazamiento cortanteZonas o bandas de roca desintegrada o roca machacada y arcilla 6 - 8
Zonas blandas de arcilla limosa o arenosa con pequentildea fraccioacuten de arcilla sin 5
resblandecimiento
Milonitos arcillosos gruesos 10 - 13 oacute 13 - 20
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515 Jw - Factor de reduccioacuten por agua
El factor considera la presioacuten de agua como tambieacuten la posibilidad de que elagua limpie las fracturas o reblandezca el relleno de ellas Se estima seguacuten elsiguiente cuadro
Tabla 6 Condicioacuten de agua en las discontinuidades
AGUA EN LAS DISCONTINUIDADES Jw
Presioacuten de
CONDICION DE AGUAS Jw agua
kgcm2
Excavaciones secas o de influencia poco
importante por ejemplo menos de 5ltmin 1 lt 1
localmente
Fluencia o presioacuten medias ocasional lavado 066 1 - 25
de los rellenos de las discontinuidades
Fluencia grande o presioacuten alta considerable 033 () 25 - 10
lavado de los rellenos de las discontinuidades
Fluencia o presioacuten de agua excepcionalmente 01 - 02 () gt 10
altas decayendo con el tiempo
Fluencia o presioacuten de aguas excepcionalmente
altas y continuas sin disminucioacuten en el 005 - 01 () gt 10
tiempo
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516 SRF - Factor de reduccioacuten por esfuerzos
Se estima en base al siguiente cuadro
Tabla 7 Valores SRF
TENSIONES EN LA EXCAVACION SRF Descripcioacuten
1 Zonas deacutebiles que intersectan la excavacioacuten y pueden SRF causar caiacuteda de bloques seguacuten avanza la mismaOcurrencia de muacuteltiples zonas de debilidad conteniendo
arcillas o roca quiacutemicamente desintegrada Roca muy 10
suelta alrededor cualquier profundidadSoacutelo una zona deacutebil conteniendo arcilla o roca
desintegrada quiacutemicamente Profundidad de excavacioacuten 5
menor de 50m
Soacutelo una zona deacutebil conteniendo arcilla o roca
desintegrada quiacutemicamente Profundidad de excavacioacuten 25
mayor de 50m
Varias zonas de fractura en roca competente libre de 75
arcilla roca suelta alrededor Cualquier profundidad
Soacutelo una zona fracturada en roca competente libre de 5
arcilla profundidad de excavacioacuten menor de 50m
Soacutelo una zona fracturada en roca competente libre de 25
arcilla profundidad de excavacioacuten mayor de 50m
Discontinuidades abiertas sueltas muy fracturadas 5
cualquier profundidad
2 Rocas competentes problemas σσσσc σσσσ1 σσσσt σσσσ1 SRF
de tensiones en las rocasTensiones pequentildeas cerca de la 25
superficie
Tensiones medias 1
Tensiones altas estructura muy
compactaNormalmente favorable 05 - 20
para la estabilidad Puede ser des-
favorable para estabilidad paredes
Explosioacuten de roca suave roca 5 - 10
masiva
Explosioacuten de roca fuerte roca 10 - 20
masiva
3 Roca fluyente flujo plaacutestico de roca incompetente bajo la influencia de altas presiones litostaacuteticasPresioacuten de flujo suave 5 - 10
Presioacuten de flujo intensa 10 - 20
4 Rocas expansivas actividad expansiva quiacutemica dependiendo de la presencia de aguaPresioacuten de expansioacuten suave 5 - 10
Presioacuten de expansioacuten intensa 10 - 20
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Los distintos valores del paraacutemetro Q se pueden agrupar en los rangos que
muestra la Tabla 8 La Figura 1 muestra dos casos con valores extremos del
valor de Q
Tabla 8 Clasificacioacuten valores Q
983121 983126983137983148983151983154983137983139983145983283983150
983088983086983088983088983089983085983088983086983088983089 983109983160983139983141983152983139983145983151983150983137983148983149983141983150983156983141 983117983137983148983137
983088983086983088983089983085983088983086983089 983109983160983156983154983141983149983137983140983137983149983141983150983156983141 983117983137983148983137
983088983086983089983085983089 983117983157983161 983117983137983148983137
983089983085983092 983117983137983148983137983092983085983089983088 983117983141983140983145983137
983089983088983085983092983088 983106983157983141983150983137
983092983088983085983089983088983088 983117983157983161 983106983157983141983150983137
983089983088983088983085983092983088983088 983109983160983156983154983141983149983137983140983137983149983141983150983156983141 983106983157983141983150983137
983092983088983088983085983089983088983088983088 983109983160983139983141983152983139983145983151983150983137983148983149983141983150983156983141 983106983157983141983150983137
Figura 1 Valores extremos del paraacutemetro Q
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517 Largo pernos de anclaje
La longitud de los pernos se puede obtener mediante la expresioacuten
Techo
983090 983088983086983089983093
Paredes
983090 983088983086983089983093
B= ancho excavacioacutenH= altura excavacioacuten
Para el caso del tuacutenel de 45m de ancho tenemos que el largo de los pernos esigual a
983090 983088983086983089983093
ESR=13
Largo pernos L=252m
Maacutes adelante se explica el significado del factor ESR asumido en este casocomo 13
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6 RECOMENDACIOacuteN DE FORTIFICACIOacuteN
La figura 2 define el tipo de sostenimiento a partir de la clasificacioacuten del macizorocoso (Q) el ancho de la excavacioacuten y el paraacutemetro ESR El paraacutemetro ESR(Excavation Support Ratio) depende el tipo de excavacioacuten los valores de eacuteste seindican en la tabla 9
Figura 2 Sostenimiento
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Tabla 9 Paraacutemetro ESR983109983123983122
39830855
983123983141983139983139983145983283983150
983139983145983154983139983157983148983137983154 25
983123983141983139983139983145983283983150
983154983141983139983156983137983150983143983157983148983137983154 20
16
13
10
0983096983107983141983150983156983154983137983148983141983155 983150983157983139983148983141983137983154983141983155 983155983157983138983156983141983154983265983150983141983137983155 983141983155983156983137983139983145983151983150983141983155 983140983141 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148 983152983137983138983141983148983148983151983150983141983155
983140983141983152983151983154983156983145983158983151983155 983161 983140983141 983155983141983154983158983145983139983145983151983155
983120983151983162983151983155 983158983141983154983156983145983139983137983148983141983155
983124983113983120983119 983108983109 983109983128983107983105983126983105983107983113983251983118
983117983145983150983137983155 983137983138983145983141983154983156983137983155 983156983141983149983152983151983154983137983148983149983141983150983156983141
983117983145983150983137983155 983137983138983145983141983154983156983137983155 983152983141983154983149983137983150983150983141983156983149983141983150983156983141 983156983290983150983141983148983141983155 983144983145983140983154983151983141983148983273983139983156983154983145983139983151983155 983156983290983150983141983148983141983155 983152983145983148983151983156983151 983161
983143983137983148983141983154983277983137983155 983140983141 983137983158983137983150983139983141 983152983137983154983137 983143983154983137983150983140983141983155 983141983160983139983137983158983137983139983145983151983150983141983155
983107983137983158983141983154983150983137983155 983140983141 983137983148983149983137983139983141983150983137983149983145983141983150983156983151 983152983148983137983150983156983137983155 983140983141 983156983154983137983156983137983149983145983141983150983156983151 983140983141 983137983143983157983137983155 983156983290983150983141983148983141983155983152983141983153983157983141983281983151983155 983140983141 983139983137983154983154983141983156983141983154983137 983161 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148 983156983290983150983141983148983141983155 983140983141 983137983139983139983141983155983151
983107983141983150983156983154983137983148983141983155 983141983148983273983139983154983145983139983137983155 983155983157983138983156983141983154983154983265983150983141983137983155 983156983290983150983141983148983141983155 983143983154983137983150983140983141983155 983140983141 983139983137983154983154983141983156983141983154983137 983161 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148
983139983137983158983141983154983150983137983155 983140983141 983140983141983142983141983150983155983137 983139983145983158983145983148 983145983150983156983141983154983155983141983139983139983145983151983150983141983155
De acuerdo a los antecedentes las dimensiones de las galeriacuteas de accesotienen 34 m y 45m de ancho ver Figura 3
Figura 3 Secciones de anaacutelisis
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Debido a que las excavaciones son tuacuteneles de acceso se consideraraacute elparaacutemetro ESR=13 la Tabla 10 muestra el valor AnchoESR4
Tabla 10 Relacioacuten AnchoESR
983105983150983139983144983151 983109983160983139983137983158983137983139983145983283983150
983131983149983133
983091983086983096 983089983086983091 983090983086983097983090
983092983086983090 983089983086983091 983091983086983092983094
983109983123983122 983105983150983139983144983151983087983109983123983122
La Figura 4 muestra el valor de AnchoESR para las secciones de anaacutelisis
Figura 4 ESR para secciones de anaacutelisis
Para el disentildeo del sostenimiento de ambos tuacuteneles consideraremos el cuocienteAnchoESR=346 debido a que no existe una diferencia considerable con elvalor AnchoESR=292 y corresponde a un valor maacutes conservador
4 El valor de ESR asumido es para tuacuteneles de acceso que tienen importancia al ser un acceso
principal a la mina y que tiene al mismo tiempo una vida uacutetil prolongada Si parte de los tuacutenelesson para otros objetivos o tienen una vida uacutetil reducida se podraacute considerar otro valor de ESR
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Para el caacutelculo del sostenimiento se definiraacuten cinco grupos o clases decalidades de roca seguacuten el paraacutemetro Q de Barton la Tabla 11 muestra losintervalos considerados
Tabla 11 Rangos paraacutemetro Q
983107983148983137983155983141 983122983137983150983143983151 983121
983113 983089983088983100983121
983113983113 983089983100983121983100983089983088
983113983113983113 983088983086983089983100983121983100983089
983113983126 983088983086983088983089983100983121983100983088983086983089
983126 983088983086983088983088983092983100983121983100983088983086983088983089
A continuacioacuten se proponen el sostenimiento para las distintas clases decalidades de roca teniendo en cuenta que corresponden a lineamientos desoporte general los que deben ser revisados en terreno y verificar que seanadecuados a las condiciones que presenten las excavaciones durante suejecucioacuten
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611 Fortificacioacuten clase I
Figura 5 Fortificacioacuten propuesta para clase I
El concepto de perno puntual considera que los pernos se instalan en formaocasional seguacuten alguacuten requerimiento especiacutefico debido por ejemplo a lapresencia de una cuntildea la que se ubica dentro de una roca de muy alta calidadgeoteacutecnica
Figura 6 Esquema fortificacioacuten clase I
-Pernos puntuales lechadosa columna completa conplanchuela y tuerca de22mm largo 25m-30m
-Drenajes eventuales deacuerdo a sondaje de
exploracioacuten
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612 Fortificacioacuten clase II
Figura 7 Fortificacioacuten propuesta para clase tipo II
Figura 8 Esquema fortificacioacuten clase II
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 15plusmn05mMalla metaacutelica si fuese necesariopara control de bloques y cuntildeas
-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
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613 Fortificacioacuten clase III
Figura 9 Fortificacioacuten propuesta para clase III
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado15plusmn025m-Shotcrete de 50mm a 100mm deespesor con fibras o mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
Figura 10 Esquema fortificacioacuten clase III
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614 Fortificacioacuten clase IV
Figura 11 Fortificacioacuten propuesta para clase IV
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado125plusmn025m-Shotcrete de 100mm a 150mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo asonda e de ex loracioacuten
Figura 12 Esquema fortificacioacuten clase IV
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615 Fortificacioacuten clase V
Figura 13 Fortificacioacuten propuesta para clase V
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuela ytuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 10plusmn02m-Shotcrete de 150mm a 250mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Marcos metaacutelicos tipo TH o anillosde hormigoacuten armado separacioacuten15plusmn05m
Figura 14 Esquema fortificacioacuten clase V
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5 DESARROLLO
51 Sistema de Clasificacioacuten Q de Barton
El sistema de Barton tambieacuten conocido como sistema Q estaacute basado en laestimacioacuten de los siguientes paraacutemetros los que deben ser estimados a traveacutesde levantamientos geoteacutecnicos en rocas expuestas El valor del iacutendice Q seestima con la siguiente expresioacuten
Se entrega a continuacioacuten el significado de cada uno de los paraacutemetros y laforma de estimarlos
511 RQD
El RQD es un iacutendice ampliamente conocido y que se estima en formaporcentual para el caso de un sondaje como la suma de los trozos mayores de
100mm sobre un largo determinado de sondaje
RQD = sum li L x 100 ()
En que li son los trozos de sondaje mayores de 100mm L es el largo total deltramo de sondaje en el cual se mide el iacutendice
El RQD puede ser estimado en rocas expuestas determinando el nuacutemero defracturas o planos de discontinuidad abiertos por m3 de roca Esto puedeefectuarse simplemente contando el nuacutemero de planos que intersectan unahuincha de 2 a 3m puesta en la superficie de la roca El nuacutemero de planos
dividido por el largo medido entrega el nuacutemero de fracturas por metro El mismoprocedimiento se repite en dos direcciones adicionales La suma de los tresvalores de fracturas por metro entrega una estimacioacuten de Jv que correspondeal nuacutemero de fracturas por m3 El RQD se estima con la siguiente relacioacuten
RQD = 115 ndash 33 Jv
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Notas1 Cuando el valor medido de RQD es menor que 10 para el caacutelculo de Q se
asume igual a 102 El RQD en intervalos de 5 puntos es suficientemente preciso
512 Jn - Nuacutemero de Conjuntos de estructuras
El valor de Jn se estima seguacuten el siguiente cuadro que se basa en el nuacutemero deconjuntos estructurales presentes en la masa rocosa
Tabla 3 Nuacutemero de familias de diaclasas
mero e am as e ac asas n
Descripcioacuten n
Roca masiva 05 - 1
Una familia de diaclasas 2
Una familia y algunas discontinuidades al azar 3
Dos familias 4
Dos familias y algunas discontinuidades al azar 6
Tres familias 9
Tres familias y algunas discontinuidades al azar 12
Cuatro o maacutes familias roca muy fracturada 15Roca triturada terrosa 20
En portales se usa 2 x Jn y en intersecciones de tuacuteneles se usa 3 x Jn
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513 Jr - Nuacutemero representativo de la rugosidad de las estructuras
Para la estimacioacuten de la rugosidad se considera tanto la ondulacioacuten de losplanos como la rugosidad a pequentildea escala de los mismos La tabla siguienteentrega los criterios para asignar el valor de este nuacutemero
Tabla 4 Rugosidad de las discontinuidades
RUGOSIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES Jr
Contacto entre las paredes de las discontinuidades
- Contacto entre las dos paredes de la discontinuidad mediante un desplazamiento cortante de menos de Jr 10 cm
Diaclasas discontinuas 4
Diaclasa rugosa o irregular ondulada 3
Suave ondulada 2
Espejo de falla ondulada 15
Rugosa o irregular plana 15
Suave plana 1
Espejo de falla plana 05
- No existe Contacto entre las dos paredes de la discontinuidad cuando ambas se desplazan Jr lateralmente
Zona conteniendo minerales arcillosos suficientemente
gruesa para impedir el contacto entre las paredes de 1
la discontinuidad
Arenas gravas o zona fallada suficientemente gruesa
para impedir el contacto entre las dos paredes de la 1
discontinuidad
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514 Ja - Nuacutemero representativo de la alteracioacuten de las paredes de las
discontinuidades
Este nuacutemero toma en consideracioacuten la alteracioacuten de las paredes de lasdiscontinuidades la presencia de material en los planos y espesor y naturalezade tal material Este nuacutemero representa la resistencia al corte de los planoscomo tambieacuten su deformabilidad y potencial para hincharse o comprimirse
El cuadro siguiente entrega los antecedentes para estimar este nuacutemero
Tabla 5 Meteorizacioacuten de las discontinuidades
METEORIZACION DE LAS DISCONTINUIDADES Ja
DESCRIPCION Ja
- Contacto entre las dos paredes de la discontinuidadDiscontinuidad sellada dura sin reblandecimiento impermeable por ejemplo 075
cuarzo paredes sanas
Paredes de la discontinuidad uacutenicamente manchadas 1
Las paredes de las discontinuidades estaacuten alteradas ligeramente y contienen
minerales no reblandecibles partiacuteculas de arena roca desintegrada libre de 2
arcilla
Recubrimiento de limo o arena arcillosa pequentildea fraccioacuten arcillosa no 3
reblandecible
Recubrimiento de minerales arcillosos blandos o de baja friccioacuten por ejemplo
caolinita mica clorita talco yeso grafito y pequentildeas cantidades de arcillas 4expansivas Los recubrimientos son discontinuos con espesores maacuteximos de
1 oacute 2mm
- Contacto entre las dos paredes de la discontinuidad con menos de 10cm de desplazamiento cortantePartiacuteculas de arena roca desintegrada libre de arcilla 4
Fuertemente sobreconsolidados rellenos de minerales arcillosos no reblandecidos 6
los recubrimientos son continuos de menos de 5mm de espesor
Sobreconsolidacioacuten media o baja reblandecimiento rellenos de minerales 8
arcillosos Los recubrimientos son continuos de menos de 5mm de espesor
Rellenos de arcillas expansivas por ej montmorillonita de espesor continuo de 8 - 12
5mm El valor de Ja depende del porcentaje de partiacuteculas del tamantildeo de la arcilla
expansiva
- No existe Contacto entre las dos paredes de las discontinuidades cuando eacutesta hasufrido un desplazamiento cortanteZonas o bandas de roca desintegrada o roca machacada y arcilla 6 - 8
Zonas blandas de arcilla limosa o arenosa con pequentildea fraccioacuten de arcilla sin 5
resblandecimiento
Milonitos arcillosos gruesos 10 - 13 oacute 13 - 20
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515 Jw - Factor de reduccioacuten por agua
El factor considera la presioacuten de agua como tambieacuten la posibilidad de que elagua limpie las fracturas o reblandezca el relleno de ellas Se estima seguacuten elsiguiente cuadro
Tabla 6 Condicioacuten de agua en las discontinuidades
AGUA EN LAS DISCONTINUIDADES Jw
Presioacuten de
CONDICION DE AGUAS Jw agua
kgcm2
Excavaciones secas o de influencia poco
importante por ejemplo menos de 5ltmin 1 lt 1
localmente
Fluencia o presioacuten medias ocasional lavado 066 1 - 25
de los rellenos de las discontinuidades
Fluencia grande o presioacuten alta considerable 033 () 25 - 10
lavado de los rellenos de las discontinuidades
Fluencia o presioacuten de agua excepcionalmente 01 - 02 () gt 10
altas decayendo con el tiempo
Fluencia o presioacuten de aguas excepcionalmente
altas y continuas sin disminucioacuten en el 005 - 01 () gt 10
tiempo
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516 SRF - Factor de reduccioacuten por esfuerzos
Se estima en base al siguiente cuadro
Tabla 7 Valores SRF
TENSIONES EN LA EXCAVACION SRF Descripcioacuten
1 Zonas deacutebiles que intersectan la excavacioacuten y pueden SRF causar caiacuteda de bloques seguacuten avanza la mismaOcurrencia de muacuteltiples zonas de debilidad conteniendo
arcillas o roca quiacutemicamente desintegrada Roca muy 10
suelta alrededor cualquier profundidadSoacutelo una zona deacutebil conteniendo arcilla o roca
desintegrada quiacutemicamente Profundidad de excavacioacuten 5
menor de 50m
Soacutelo una zona deacutebil conteniendo arcilla o roca
desintegrada quiacutemicamente Profundidad de excavacioacuten 25
mayor de 50m
Varias zonas de fractura en roca competente libre de 75
arcilla roca suelta alrededor Cualquier profundidad
Soacutelo una zona fracturada en roca competente libre de 5
arcilla profundidad de excavacioacuten menor de 50m
Soacutelo una zona fracturada en roca competente libre de 25
arcilla profundidad de excavacioacuten mayor de 50m
Discontinuidades abiertas sueltas muy fracturadas 5
cualquier profundidad
2 Rocas competentes problemas σσσσc σσσσ1 σσσσt σσσσ1 SRF
de tensiones en las rocasTensiones pequentildeas cerca de la 25
superficie
Tensiones medias 1
Tensiones altas estructura muy
compactaNormalmente favorable 05 - 20
para la estabilidad Puede ser des-
favorable para estabilidad paredes
Explosioacuten de roca suave roca 5 - 10
masiva
Explosioacuten de roca fuerte roca 10 - 20
masiva
3 Roca fluyente flujo plaacutestico de roca incompetente bajo la influencia de altas presiones litostaacuteticasPresioacuten de flujo suave 5 - 10
Presioacuten de flujo intensa 10 - 20
4 Rocas expansivas actividad expansiva quiacutemica dependiendo de la presencia de aguaPresioacuten de expansioacuten suave 5 - 10
Presioacuten de expansioacuten intensa 10 - 20
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Los distintos valores del paraacutemetro Q se pueden agrupar en los rangos que
muestra la Tabla 8 La Figura 1 muestra dos casos con valores extremos del
valor de Q
Tabla 8 Clasificacioacuten valores Q
983121 983126983137983148983151983154983137983139983145983283983150
983088983086983088983088983089983085983088983086983088983089 983109983160983139983141983152983139983145983151983150983137983148983149983141983150983156983141 983117983137983148983137
983088983086983088983089983085983088983086983089 983109983160983156983154983141983149983137983140983137983149983141983150983156983141 983117983137983148983137
983088983086983089983085983089 983117983157983161 983117983137983148983137
983089983085983092 983117983137983148983137983092983085983089983088 983117983141983140983145983137
983089983088983085983092983088 983106983157983141983150983137
983092983088983085983089983088983088 983117983157983161 983106983157983141983150983137
983089983088983088983085983092983088983088 983109983160983156983154983141983149983137983140983137983149983141983150983156983141 983106983157983141983150983137
983092983088983088983085983089983088983088983088 983109983160983139983141983152983139983145983151983150983137983148983149983141983150983156983141 983106983157983141983150983137
Figura 1 Valores extremos del paraacutemetro Q
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517 Largo pernos de anclaje
La longitud de los pernos se puede obtener mediante la expresioacuten
Techo
983090 983088983086983089983093
Paredes
983090 983088983086983089983093
B= ancho excavacioacutenH= altura excavacioacuten
Para el caso del tuacutenel de 45m de ancho tenemos que el largo de los pernos esigual a
983090 983088983086983089983093
ESR=13
Largo pernos L=252m
Maacutes adelante se explica el significado del factor ESR asumido en este casocomo 13
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6 RECOMENDACIOacuteN DE FORTIFICACIOacuteN
La figura 2 define el tipo de sostenimiento a partir de la clasificacioacuten del macizorocoso (Q) el ancho de la excavacioacuten y el paraacutemetro ESR El paraacutemetro ESR(Excavation Support Ratio) depende el tipo de excavacioacuten los valores de eacuteste seindican en la tabla 9
Figura 2 Sostenimiento
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Tabla 9 Paraacutemetro ESR983109983123983122
39830855
983123983141983139983139983145983283983150
983139983145983154983139983157983148983137983154 25
983123983141983139983139983145983283983150
983154983141983139983156983137983150983143983157983148983137983154 20
16
13
10
0983096983107983141983150983156983154983137983148983141983155 983150983157983139983148983141983137983154983141983155 983155983157983138983156983141983154983265983150983141983137983155 983141983155983156983137983139983145983151983150983141983155 983140983141 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148 983152983137983138983141983148983148983151983150983141983155
983140983141983152983151983154983156983145983158983151983155 983161 983140983141 983155983141983154983158983145983139983145983151983155
983120983151983162983151983155 983158983141983154983156983145983139983137983148983141983155
983124983113983120983119 983108983109 983109983128983107983105983126983105983107983113983251983118
983117983145983150983137983155 983137983138983145983141983154983156983137983155 983156983141983149983152983151983154983137983148983149983141983150983156983141
983117983145983150983137983155 983137983138983145983141983154983156983137983155 983152983141983154983149983137983150983150983141983156983149983141983150983156983141 983156983290983150983141983148983141983155 983144983145983140983154983151983141983148983273983139983156983154983145983139983151983155 983156983290983150983141983148983141983155 983152983145983148983151983156983151 983161
983143983137983148983141983154983277983137983155 983140983141 983137983158983137983150983139983141 983152983137983154983137 983143983154983137983150983140983141983155 983141983160983139983137983158983137983139983145983151983150983141983155
983107983137983158983141983154983150983137983155 983140983141 983137983148983149983137983139983141983150983137983149983145983141983150983156983151 983152983148983137983150983156983137983155 983140983141 983156983154983137983156983137983149983145983141983150983156983151 983140983141 983137983143983157983137983155 983156983290983150983141983148983141983155983152983141983153983157983141983281983151983155 983140983141 983139983137983154983154983141983156983141983154983137 983161 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148 983156983290983150983141983148983141983155 983140983141 983137983139983139983141983155983151
983107983141983150983156983154983137983148983141983155 983141983148983273983139983154983145983139983137983155 983155983157983138983156983141983154983154983265983150983141983137983155 983156983290983150983141983148983141983155 983143983154983137983150983140983141983155 983140983141 983139983137983154983154983141983156983141983154983137 983161 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148
983139983137983158983141983154983150983137983155 983140983141 983140983141983142983141983150983155983137 983139983145983158983145983148 983145983150983156983141983154983155983141983139983139983145983151983150983141983155
De acuerdo a los antecedentes las dimensiones de las galeriacuteas de accesotienen 34 m y 45m de ancho ver Figura 3
Figura 3 Secciones de anaacutelisis
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Debido a que las excavaciones son tuacuteneles de acceso se consideraraacute elparaacutemetro ESR=13 la Tabla 10 muestra el valor AnchoESR4
Tabla 10 Relacioacuten AnchoESR
983105983150983139983144983151 983109983160983139983137983158983137983139983145983283983150
983131983149983133
983091983086983096 983089983086983091 983090983086983097983090
983092983086983090 983089983086983091 983091983086983092983094
983109983123983122 983105983150983139983144983151983087983109983123983122
La Figura 4 muestra el valor de AnchoESR para las secciones de anaacutelisis
Figura 4 ESR para secciones de anaacutelisis
Para el disentildeo del sostenimiento de ambos tuacuteneles consideraremos el cuocienteAnchoESR=346 debido a que no existe una diferencia considerable con elvalor AnchoESR=292 y corresponde a un valor maacutes conservador
4 El valor de ESR asumido es para tuacuteneles de acceso que tienen importancia al ser un acceso
principal a la mina y que tiene al mismo tiempo una vida uacutetil prolongada Si parte de los tuacutenelesson para otros objetivos o tienen una vida uacutetil reducida se podraacute considerar otro valor de ESR
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Para el caacutelculo del sostenimiento se definiraacuten cinco grupos o clases decalidades de roca seguacuten el paraacutemetro Q de Barton la Tabla 11 muestra losintervalos considerados
Tabla 11 Rangos paraacutemetro Q
983107983148983137983155983141 983122983137983150983143983151 983121
983113 983089983088983100983121
983113983113 983089983100983121983100983089983088
983113983113983113 983088983086983089983100983121983100983089
983113983126 983088983086983088983089983100983121983100983088983086983089
983126 983088983086983088983088983092983100983121983100983088983086983088983089
A continuacioacuten se proponen el sostenimiento para las distintas clases decalidades de roca teniendo en cuenta que corresponden a lineamientos desoporte general los que deben ser revisados en terreno y verificar que seanadecuados a las condiciones que presenten las excavaciones durante suejecucioacuten
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611 Fortificacioacuten clase I
Figura 5 Fortificacioacuten propuesta para clase I
El concepto de perno puntual considera que los pernos se instalan en formaocasional seguacuten alguacuten requerimiento especiacutefico debido por ejemplo a lapresencia de una cuntildea la que se ubica dentro de una roca de muy alta calidadgeoteacutecnica
Figura 6 Esquema fortificacioacuten clase I
-Pernos puntuales lechadosa columna completa conplanchuela y tuerca de22mm largo 25m-30m
-Drenajes eventuales deacuerdo a sondaje de
exploracioacuten
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612 Fortificacioacuten clase II
Figura 7 Fortificacioacuten propuesta para clase tipo II
Figura 8 Esquema fortificacioacuten clase II
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 15plusmn05mMalla metaacutelica si fuese necesariopara control de bloques y cuntildeas
-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
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613 Fortificacioacuten clase III
Figura 9 Fortificacioacuten propuesta para clase III
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado15plusmn025m-Shotcrete de 50mm a 100mm deespesor con fibras o mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
Figura 10 Esquema fortificacioacuten clase III
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614 Fortificacioacuten clase IV
Figura 11 Fortificacioacuten propuesta para clase IV
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado125plusmn025m-Shotcrete de 100mm a 150mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo asonda e de ex loracioacuten
Figura 12 Esquema fortificacioacuten clase IV
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615 Fortificacioacuten clase V
Figura 13 Fortificacioacuten propuesta para clase V
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuela ytuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 10plusmn02m-Shotcrete de 150mm a 250mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Marcos metaacutelicos tipo TH o anillosde hormigoacuten armado separacioacuten15plusmn05m
Figura 14 Esquema fortificacioacuten clase V
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Notas1 Cuando el valor medido de RQD es menor que 10 para el caacutelculo de Q se
asume igual a 102 El RQD en intervalos de 5 puntos es suficientemente preciso
512 Jn - Nuacutemero de Conjuntos de estructuras
El valor de Jn se estima seguacuten el siguiente cuadro que se basa en el nuacutemero deconjuntos estructurales presentes en la masa rocosa
Tabla 3 Nuacutemero de familias de diaclasas
mero e am as e ac asas n
Descripcioacuten n
Roca masiva 05 - 1
Una familia de diaclasas 2
Una familia y algunas discontinuidades al azar 3
Dos familias 4
Dos familias y algunas discontinuidades al azar 6
Tres familias 9
Tres familias y algunas discontinuidades al azar 12
Cuatro o maacutes familias roca muy fracturada 15Roca triturada terrosa 20
En portales se usa 2 x Jn y en intersecciones de tuacuteneles se usa 3 x Jn
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513 Jr - Nuacutemero representativo de la rugosidad de las estructuras
Para la estimacioacuten de la rugosidad se considera tanto la ondulacioacuten de losplanos como la rugosidad a pequentildea escala de los mismos La tabla siguienteentrega los criterios para asignar el valor de este nuacutemero
Tabla 4 Rugosidad de las discontinuidades
RUGOSIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES Jr
Contacto entre las paredes de las discontinuidades
- Contacto entre las dos paredes de la discontinuidad mediante un desplazamiento cortante de menos de Jr 10 cm
Diaclasas discontinuas 4
Diaclasa rugosa o irregular ondulada 3
Suave ondulada 2
Espejo de falla ondulada 15
Rugosa o irregular plana 15
Suave plana 1
Espejo de falla plana 05
- No existe Contacto entre las dos paredes de la discontinuidad cuando ambas se desplazan Jr lateralmente
Zona conteniendo minerales arcillosos suficientemente
gruesa para impedir el contacto entre las paredes de 1
la discontinuidad
Arenas gravas o zona fallada suficientemente gruesa
para impedir el contacto entre las dos paredes de la 1
discontinuidad
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514 Ja - Nuacutemero representativo de la alteracioacuten de las paredes de las
discontinuidades
Este nuacutemero toma en consideracioacuten la alteracioacuten de las paredes de lasdiscontinuidades la presencia de material en los planos y espesor y naturalezade tal material Este nuacutemero representa la resistencia al corte de los planoscomo tambieacuten su deformabilidad y potencial para hincharse o comprimirse
El cuadro siguiente entrega los antecedentes para estimar este nuacutemero
Tabla 5 Meteorizacioacuten de las discontinuidades
METEORIZACION DE LAS DISCONTINUIDADES Ja
DESCRIPCION Ja
- Contacto entre las dos paredes de la discontinuidadDiscontinuidad sellada dura sin reblandecimiento impermeable por ejemplo 075
cuarzo paredes sanas
Paredes de la discontinuidad uacutenicamente manchadas 1
Las paredes de las discontinuidades estaacuten alteradas ligeramente y contienen
minerales no reblandecibles partiacuteculas de arena roca desintegrada libre de 2
arcilla
Recubrimiento de limo o arena arcillosa pequentildea fraccioacuten arcillosa no 3
reblandecible
Recubrimiento de minerales arcillosos blandos o de baja friccioacuten por ejemplo
caolinita mica clorita talco yeso grafito y pequentildeas cantidades de arcillas 4expansivas Los recubrimientos son discontinuos con espesores maacuteximos de
1 oacute 2mm
- Contacto entre las dos paredes de la discontinuidad con menos de 10cm de desplazamiento cortantePartiacuteculas de arena roca desintegrada libre de arcilla 4
Fuertemente sobreconsolidados rellenos de minerales arcillosos no reblandecidos 6
los recubrimientos son continuos de menos de 5mm de espesor
Sobreconsolidacioacuten media o baja reblandecimiento rellenos de minerales 8
arcillosos Los recubrimientos son continuos de menos de 5mm de espesor
Rellenos de arcillas expansivas por ej montmorillonita de espesor continuo de 8 - 12
5mm El valor de Ja depende del porcentaje de partiacuteculas del tamantildeo de la arcilla
expansiva
- No existe Contacto entre las dos paredes de las discontinuidades cuando eacutesta hasufrido un desplazamiento cortanteZonas o bandas de roca desintegrada o roca machacada y arcilla 6 - 8
Zonas blandas de arcilla limosa o arenosa con pequentildea fraccioacuten de arcilla sin 5
resblandecimiento
Milonitos arcillosos gruesos 10 - 13 oacute 13 - 20
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515 Jw - Factor de reduccioacuten por agua
El factor considera la presioacuten de agua como tambieacuten la posibilidad de que elagua limpie las fracturas o reblandezca el relleno de ellas Se estima seguacuten elsiguiente cuadro
Tabla 6 Condicioacuten de agua en las discontinuidades
AGUA EN LAS DISCONTINUIDADES Jw
Presioacuten de
CONDICION DE AGUAS Jw agua
kgcm2
Excavaciones secas o de influencia poco
importante por ejemplo menos de 5ltmin 1 lt 1
localmente
Fluencia o presioacuten medias ocasional lavado 066 1 - 25
de los rellenos de las discontinuidades
Fluencia grande o presioacuten alta considerable 033 () 25 - 10
lavado de los rellenos de las discontinuidades
Fluencia o presioacuten de agua excepcionalmente 01 - 02 () gt 10
altas decayendo con el tiempo
Fluencia o presioacuten de aguas excepcionalmente
altas y continuas sin disminucioacuten en el 005 - 01 () gt 10
tiempo
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516 SRF - Factor de reduccioacuten por esfuerzos
Se estima en base al siguiente cuadro
Tabla 7 Valores SRF
TENSIONES EN LA EXCAVACION SRF Descripcioacuten
1 Zonas deacutebiles que intersectan la excavacioacuten y pueden SRF causar caiacuteda de bloques seguacuten avanza la mismaOcurrencia de muacuteltiples zonas de debilidad conteniendo
arcillas o roca quiacutemicamente desintegrada Roca muy 10
suelta alrededor cualquier profundidadSoacutelo una zona deacutebil conteniendo arcilla o roca
desintegrada quiacutemicamente Profundidad de excavacioacuten 5
menor de 50m
Soacutelo una zona deacutebil conteniendo arcilla o roca
desintegrada quiacutemicamente Profundidad de excavacioacuten 25
mayor de 50m
Varias zonas de fractura en roca competente libre de 75
arcilla roca suelta alrededor Cualquier profundidad
Soacutelo una zona fracturada en roca competente libre de 5
arcilla profundidad de excavacioacuten menor de 50m
Soacutelo una zona fracturada en roca competente libre de 25
arcilla profundidad de excavacioacuten mayor de 50m
Discontinuidades abiertas sueltas muy fracturadas 5
cualquier profundidad
2 Rocas competentes problemas σσσσc σσσσ1 σσσσt σσσσ1 SRF
de tensiones en las rocasTensiones pequentildeas cerca de la 25
superficie
Tensiones medias 1
Tensiones altas estructura muy
compactaNormalmente favorable 05 - 20
para la estabilidad Puede ser des-
favorable para estabilidad paredes
Explosioacuten de roca suave roca 5 - 10
masiva
Explosioacuten de roca fuerte roca 10 - 20
masiva
3 Roca fluyente flujo plaacutestico de roca incompetente bajo la influencia de altas presiones litostaacuteticasPresioacuten de flujo suave 5 - 10
Presioacuten de flujo intensa 10 - 20
4 Rocas expansivas actividad expansiva quiacutemica dependiendo de la presencia de aguaPresioacuten de expansioacuten suave 5 - 10
Presioacuten de expansioacuten intensa 10 - 20
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Los distintos valores del paraacutemetro Q se pueden agrupar en los rangos que
muestra la Tabla 8 La Figura 1 muestra dos casos con valores extremos del
valor de Q
Tabla 8 Clasificacioacuten valores Q
983121 983126983137983148983151983154983137983139983145983283983150
983088983086983088983088983089983085983088983086983088983089 983109983160983139983141983152983139983145983151983150983137983148983149983141983150983156983141 983117983137983148983137
983088983086983088983089983085983088983086983089 983109983160983156983154983141983149983137983140983137983149983141983150983156983141 983117983137983148983137
983088983086983089983085983089 983117983157983161 983117983137983148983137
983089983085983092 983117983137983148983137983092983085983089983088 983117983141983140983145983137
983089983088983085983092983088 983106983157983141983150983137
983092983088983085983089983088983088 983117983157983161 983106983157983141983150983137
983089983088983088983085983092983088983088 983109983160983156983154983141983149983137983140983137983149983141983150983156983141 983106983157983141983150983137
983092983088983088983085983089983088983088983088 983109983160983139983141983152983139983145983151983150983137983148983149983141983150983156983141 983106983157983141983150983137
Figura 1 Valores extremos del paraacutemetro Q
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517 Largo pernos de anclaje
La longitud de los pernos se puede obtener mediante la expresioacuten
Techo
983090 983088983086983089983093
Paredes
983090 983088983086983089983093
B= ancho excavacioacutenH= altura excavacioacuten
Para el caso del tuacutenel de 45m de ancho tenemos que el largo de los pernos esigual a
983090 983088983086983089983093
ESR=13
Largo pernos L=252m
Maacutes adelante se explica el significado del factor ESR asumido en este casocomo 13
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6 RECOMENDACIOacuteN DE FORTIFICACIOacuteN
La figura 2 define el tipo de sostenimiento a partir de la clasificacioacuten del macizorocoso (Q) el ancho de la excavacioacuten y el paraacutemetro ESR El paraacutemetro ESR(Excavation Support Ratio) depende el tipo de excavacioacuten los valores de eacuteste seindican en la tabla 9
Figura 2 Sostenimiento
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Tabla 9 Paraacutemetro ESR983109983123983122
39830855
983123983141983139983139983145983283983150
983139983145983154983139983157983148983137983154 25
983123983141983139983139983145983283983150
983154983141983139983156983137983150983143983157983148983137983154 20
16
13
10
0983096983107983141983150983156983154983137983148983141983155 983150983157983139983148983141983137983154983141983155 983155983157983138983156983141983154983265983150983141983137983155 983141983155983156983137983139983145983151983150983141983155 983140983141 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148 983152983137983138983141983148983148983151983150983141983155
983140983141983152983151983154983156983145983158983151983155 983161 983140983141 983155983141983154983158983145983139983145983151983155
983120983151983162983151983155 983158983141983154983156983145983139983137983148983141983155
983124983113983120983119 983108983109 983109983128983107983105983126983105983107983113983251983118
983117983145983150983137983155 983137983138983145983141983154983156983137983155 983156983141983149983152983151983154983137983148983149983141983150983156983141
983117983145983150983137983155 983137983138983145983141983154983156983137983155 983152983141983154983149983137983150983150983141983156983149983141983150983156983141 983156983290983150983141983148983141983155 983144983145983140983154983151983141983148983273983139983156983154983145983139983151983155 983156983290983150983141983148983141983155 983152983145983148983151983156983151 983161
983143983137983148983141983154983277983137983155 983140983141 983137983158983137983150983139983141 983152983137983154983137 983143983154983137983150983140983141983155 983141983160983139983137983158983137983139983145983151983150983141983155
983107983137983158983141983154983150983137983155 983140983141 983137983148983149983137983139983141983150983137983149983145983141983150983156983151 983152983148983137983150983156983137983155 983140983141 983156983154983137983156983137983149983145983141983150983156983151 983140983141 983137983143983157983137983155 983156983290983150983141983148983141983155983152983141983153983157983141983281983151983155 983140983141 983139983137983154983154983141983156983141983154983137 983161 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148 983156983290983150983141983148983141983155 983140983141 983137983139983139983141983155983151
983107983141983150983156983154983137983148983141983155 983141983148983273983139983154983145983139983137983155 983155983157983138983156983141983154983154983265983150983141983137983155 983156983290983150983141983148983141983155 983143983154983137983150983140983141983155 983140983141 983139983137983154983154983141983156983141983154983137 983161 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148
983139983137983158983141983154983150983137983155 983140983141 983140983141983142983141983150983155983137 983139983145983158983145983148 983145983150983156983141983154983155983141983139983139983145983151983150983141983155
De acuerdo a los antecedentes las dimensiones de las galeriacuteas de accesotienen 34 m y 45m de ancho ver Figura 3
Figura 3 Secciones de anaacutelisis
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Debido a que las excavaciones son tuacuteneles de acceso se consideraraacute elparaacutemetro ESR=13 la Tabla 10 muestra el valor AnchoESR4
Tabla 10 Relacioacuten AnchoESR
983105983150983139983144983151 983109983160983139983137983158983137983139983145983283983150
983131983149983133
983091983086983096 983089983086983091 983090983086983097983090
983092983086983090 983089983086983091 983091983086983092983094
983109983123983122 983105983150983139983144983151983087983109983123983122
La Figura 4 muestra el valor de AnchoESR para las secciones de anaacutelisis
Figura 4 ESR para secciones de anaacutelisis
Para el disentildeo del sostenimiento de ambos tuacuteneles consideraremos el cuocienteAnchoESR=346 debido a que no existe una diferencia considerable con elvalor AnchoESR=292 y corresponde a un valor maacutes conservador
4 El valor de ESR asumido es para tuacuteneles de acceso que tienen importancia al ser un acceso
principal a la mina y que tiene al mismo tiempo una vida uacutetil prolongada Si parte de los tuacutenelesson para otros objetivos o tienen una vida uacutetil reducida se podraacute considerar otro valor de ESR
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Para el caacutelculo del sostenimiento se definiraacuten cinco grupos o clases decalidades de roca seguacuten el paraacutemetro Q de Barton la Tabla 11 muestra losintervalos considerados
Tabla 11 Rangos paraacutemetro Q
983107983148983137983155983141 983122983137983150983143983151 983121
983113 983089983088983100983121
983113983113 983089983100983121983100983089983088
983113983113983113 983088983086983089983100983121983100983089
983113983126 983088983086983088983089983100983121983100983088983086983089
983126 983088983086983088983088983092983100983121983100983088983086983088983089
A continuacioacuten se proponen el sostenimiento para las distintas clases decalidades de roca teniendo en cuenta que corresponden a lineamientos desoporte general los que deben ser revisados en terreno y verificar que seanadecuados a las condiciones que presenten las excavaciones durante suejecucioacuten
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611 Fortificacioacuten clase I
Figura 5 Fortificacioacuten propuesta para clase I
El concepto de perno puntual considera que los pernos se instalan en formaocasional seguacuten alguacuten requerimiento especiacutefico debido por ejemplo a lapresencia de una cuntildea la que se ubica dentro de una roca de muy alta calidadgeoteacutecnica
Figura 6 Esquema fortificacioacuten clase I
-Pernos puntuales lechadosa columna completa conplanchuela y tuerca de22mm largo 25m-30m
-Drenajes eventuales deacuerdo a sondaje de
exploracioacuten
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612 Fortificacioacuten clase II
Figura 7 Fortificacioacuten propuesta para clase tipo II
Figura 8 Esquema fortificacioacuten clase II
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 15plusmn05mMalla metaacutelica si fuese necesariopara control de bloques y cuntildeas
-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
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613 Fortificacioacuten clase III
Figura 9 Fortificacioacuten propuesta para clase III
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado15plusmn025m-Shotcrete de 50mm a 100mm deespesor con fibras o mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
Figura 10 Esquema fortificacioacuten clase III
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614 Fortificacioacuten clase IV
Figura 11 Fortificacioacuten propuesta para clase IV
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado125plusmn025m-Shotcrete de 100mm a 150mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo asonda e de ex loracioacuten
Figura 12 Esquema fortificacioacuten clase IV
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615 Fortificacioacuten clase V
Figura 13 Fortificacioacuten propuesta para clase V
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuela ytuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 10plusmn02m-Shotcrete de 150mm a 250mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Marcos metaacutelicos tipo TH o anillosde hormigoacuten armado separacioacuten15plusmn05m
Figura 14 Esquema fortificacioacuten clase V
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513 Jr - Nuacutemero representativo de la rugosidad de las estructuras
Para la estimacioacuten de la rugosidad se considera tanto la ondulacioacuten de losplanos como la rugosidad a pequentildea escala de los mismos La tabla siguienteentrega los criterios para asignar el valor de este nuacutemero
Tabla 4 Rugosidad de las discontinuidades
RUGOSIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES Jr
Contacto entre las paredes de las discontinuidades
- Contacto entre las dos paredes de la discontinuidad mediante un desplazamiento cortante de menos de Jr 10 cm
Diaclasas discontinuas 4
Diaclasa rugosa o irregular ondulada 3
Suave ondulada 2
Espejo de falla ondulada 15
Rugosa o irregular plana 15
Suave plana 1
Espejo de falla plana 05
- No existe Contacto entre las dos paredes de la discontinuidad cuando ambas se desplazan Jr lateralmente
Zona conteniendo minerales arcillosos suficientemente
gruesa para impedir el contacto entre las paredes de 1
la discontinuidad
Arenas gravas o zona fallada suficientemente gruesa
para impedir el contacto entre las dos paredes de la 1
discontinuidad
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514 Ja - Nuacutemero representativo de la alteracioacuten de las paredes de las
discontinuidades
Este nuacutemero toma en consideracioacuten la alteracioacuten de las paredes de lasdiscontinuidades la presencia de material en los planos y espesor y naturalezade tal material Este nuacutemero representa la resistencia al corte de los planoscomo tambieacuten su deformabilidad y potencial para hincharse o comprimirse
El cuadro siguiente entrega los antecedentes para estimar este nuacutemero
Tabla 5 Meteorizacioacuten de las discontinuidades
METEORIZACION DE LAS DISCONTINUIDADES Ja
DESCRIPCION Ja
- Contacto entre las dos paredes de la discontinuidadDiscontinuidad sellada dura sin reblandecimiento impermeable por ejemplo 075
cuarzo paredes sanas
Paredes de la discontinuidad uacutenicamente manchadas 1
Las paredes de las discontinuidades estaacuten alteradas ligeramente y contienen
minerales no reblandecibles partiacuteculas de arena roca desintegrada libre de 2
arcilla
Recubrimiento de limo o arena arcillosa pequentildea fraccioacuten arcillosa no 3
reblandecible
Recubrimiento de minerales arcillosos blandos o de baja friccioacuten por ejemplo
caolinita mica clorita talco yeso grafito y pequentildeas cantidades de arcillas 4expansivas Los recubrimientos son discontinuos con espesores maacuteximos de
1 oacute 2mm
- Contacto entre las dos paredes de la discontinuidad con menos de 10cm de desplazamiento cortantePartiacuteculas de arena roca desintegrada libre de arcilla 4
Fuertemente sobreconsolidados rellenos de minerales arcillosos no reblandecidos 6
los recubrimientos son continuos de menos de 5mm de espesor
Sobreconsolidacioacuten media o baja reblandecimiento rellenos de minerales 8
arcillosos Los recubrimientos son continuos de menos de 5mm de espesor
Rellenos de arcillas expansivas por ej montmorillonita de espesor continuo de 8 - 12
5mm El valor de Ja depende del porcentaje de partiacuteculas del tamantildeo de la arcilla
expansiva
- No existe Contacto entre las dos paredes de las discontinuidades cuando eacutesta hasufrido un desplazamiento cortanteZonas o bandas de roca desintegrada o roca machacada y arcilla 6 - 8
Zonas blandas de arcilla limosa o arenosa con pequentildea fraccioacuten de arcilla sin 5
resblandecimiento
Milonitos arcillosos gruesos 10 - 13 oacute 13 - 20
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515 Jw - Factor de reduccioacuten por agua
El factor considera la presioacuten de agua como tambieacuten la posibilidad de que elagua limpie las fracturas o reblandezca el relleno de ellas Se estima seguacuten elsiguiente cuadro
Tabla 6 Condicioacuten de agua en las discontinuidades
AGUA EN LAS DISCONTINUIDADES Jw
Presioacuten de
CONDICION DE AGUAS Jw agua
kgcm2
Excavaciones secas o de influencia poco
importante por ejemplo menos de 5ltmin 1 lt 1
localmente
Fluencia o presioacuten medias ocasional lavado 066 1 - 25
de los rellenos de las discontinuidades
Fluencia grande o presioacuten alta considerable 033 () 25 - 10
lavado de los rellenos de las discontinuidades
Fluencia o presioacuten de agua excepcionalmente 01 - 02 () gt 10
altas decayendo con el tiempo
Fluencia o presioacuten de aguas excepcionalmente
altas y continuas sin disminucioacuten en el 005 - 01 () gt 10
tiempo
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516 SRF - Factor de reduccioacuten por esfuerzos
Se estima en base al siguiente cuadro
Tabla 7 Valores SRF
TENSIONES EN LA EXCAVACION SRF Descripcioacuten
1 Zonas deacutebiles que intersectan la excavacioacuten y pueden SRF causar caiacuteda de bloques seguacuten avanza la mismaOcurrencia de muacuteltiples zonas de debilidad conteniendo
arcillas o roca quiacutemicamente desintegrada Roca muy 10
suelta alrededor cualquier profundidadSoacutelo una zona deacutebil conteniendo arcilla o roca
desintegrada quiacutemicamente Profundidad de excavacioacuten 5
menor de 50m
Soacutelo una zona deacutebil conteniendo arcilla o roca
desintegrada quiacutemicamente Profundidad de excavacioacuten 25
mayor de 50m
Varias zonas de fractura en roca competente libre de 75
arcilla roca suelta alrededor Cualquier profundidad
Soacutelo una zona fracturada en roca competente libre de 5
arcilla profundidad de excavacioacuten menor de 50m
Soacutelo una zona fracturada en roca competente libre de 25
arcilla profundidad de excavacioacuten mayor de 50m
Discontinuidades abiertas sueltas muy fracturadas 5
cualquier profundidad
2 Rocas competentes problemas σσσσc σσσσ1 σσσσt σσσσ1 SRF
de tensiones en las rocasTensiones pequentildeas cerca de la 25
superficie
Tensiones medias 1
Tensiones altas estructura muy
compactaNormalmente favorable 05 - 20
para la estabilidad Puede ser des-
favorable para estabilidad paredes
Explosioacuten de roca suave roca 5 - 10
masiva
Explosioacuten de roca fuerte roca 10 - 20
masiva
3 Roca fluyente flujo plaacutestico de roca incompetente bajo la influencia de altas presiones litostaacuteticasPresioacuten de flujo suave 5 - 10
Presioacuten de flujo intensa 10 - 20
4 Rocas expansivas actividad expansiva quiacutemica dependiendo de la presencia de aguaPresioacuten de expansioacuten suave 5 - 10
Presioacuten de expansioacuten intensa 10 - 20
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Los distintos valores del paraacutemetro Q se pueden agrupar en los rangos que
muestra la Tabla 8 La Figura 1 muestra dos casos con valores extremos del
valor de Q
Tabla 8 Clasificacioacuten valores Q
983121 983126983137983148983151983154983137983139983145983283983150
983088983086983088983088983089983085983088983086983088983089 983109983160983139983141983152983139983145983151983150983137983148983149983141983150983156983141 983117983137983148983137
983088983086983088983089983085983088983086983089 983109983160983156983154983141983149983137983140983137983149983141983150983156983141 983117983137983148983137
983088983086983089983085983089 983117983157983161 983117983137983148983137
983089983085983092 983117983137983148983137983092983085983089983088 983117983141983140983145983137
983089983088983085983092983088 983106983157983141983150983137
983092983088983085983089983088983088 983117983157983161 983106983157983141983150983137
983089983088983088983085983092983088983088 983109983160983156983154983141983149983137983140983137983149983141983150983156983141 983106983157983141983150983137
983092983088983088983085983089983088983088983088 983109983160983139983141983152983139983145983151983150983137983148983149983141983150983156983141 983106983157983141983150983137
Figura 1 Valores extremos del paraacutemetro Q
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517 Largo pernos de anclaje
La longitud de los pernos se puede obtener mediante la expresioacuten
Techo
983090 983088983086983089983093
Paredes
983090 983088983086983089983093
B= ancho excavacioacutenH= altura excavacioacuten
Para el caso del tuacutenel de 45m de ancho tenemos que el largo de los pernos esigual a
983090 983088983086983089983093
ESR=13
Largo pernos L=252m
Maacutes adelante se explica el significado del factor ESR asumido en este casocomo 13
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6 RECOMENDACIOacuteN DE FORTIFICACIOacuteN
La figura 2 define el tipo de sostenimiento a partir de la clasificacioacuten del macizorocoso (Q) el ancho de la excavacioacuten y el paraacutemetro ESR El paraacutemetro ESR(Excavation Support Ratio) depende el tipo de excavacioacuten los valores de eacuteste seindican en la tabla 9
Figura 2 Sostenimiento
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Tabla 9 Paraacutemetro ESR983109983123983122
39830855
983123983141983139983139983145983283983150
983139983145983154983139983157983148983137983154 25
983123983141983139983139983145983283983150
983154983141983139983156983137983150983143983157983148983137983154 20
16
13
10
0983096983107983141983150983156983154983137983148983141983155 983150983157983139983148983141983137983154983141983155 983155983157983138983156983141983154983265983150983141983137983155 983141983155983156983137983139983145983151983150983141983155 983140983141 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148 983152983137983138983141983148983148983151983150983141983155
983140983141983152983151983154983156983145983158983151983155 983161 983140983141 983155983141983154983158983145983139983145983151983155
983120983151983162983151983155 983158983141983154983156983145983139983137983148983141983155
983124983113983120983119 983108983109 983109983128983107983105983126983105983107983113983251983118
983117983145983150983137983155 983137983138983145983141983154983156983137983155 983156983141983149983152983151983154983137983148983149983141983150983156983141
983117983145983150983137983155 983137983138983145983141983154983156983137983155 983152983141983154983149983137983150983150983141983156983149983141983150983156983141 983156983290983150983141983148983141983155 983144983145983140983154983151983141983148983273983139983156983154983145983139983151983155 983156983290983150983141983148983141983155 983152983145983148983151983156983151 983161
983143983137983148983141983154983277983137983155 983140983141 983137983158983137983150983139983141 983152983137983154983137 983143983154983137983150983140983141983155 983141983160983139983137983158983137983139983145983151983150983141983155
983107983137983158983141983154983150983137983155 983140983141 983137983148983149983137983139983141983150983137983149983145983141983150983156983151 983152983148983137983150983156983137983155 983140983141 983156983154983137983156983137983149983145983141983150983156983151 983140983141 983137983143983157983137983155 983156983290983150983141983148983141983155983152983141983153983157983141983281983151983155 983140983141 983139983137983154983154983141983156983141983154983137 983161 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148 983156983290983150983141983148983141983155 983140983141 983137983139983139983141983155983151
983107983141983150983156983154983137983148983141983155 983141983148983273983139983154983145983139983137983155 983155983157983138983156983141983154983154983265983150983141983137983155 983156983290983150983141983148983141983155 983143983154983137983150983140983141983155 983140983141 983139983137983154983154983141983156983141983154983137 983161 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148
983139983137983158983141983154983150983137983155 983140983141 983140983141983142983141983150983155983137 983139983145983158983145983148 983145983150983156983141983154983155983141983139983139983145983151983150983141983155
De acuerdo a los antecedentes las dimensiones de las galeriacuteas de accesotienen 34 m y 45m de ancho ver Figura 3
Figura 3 Secciones de anaacutelisis
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Debido a que las excavaciones son tuacuteneles de acceso se consideraraacute elparaacutemetro ESR=13 la Tabla 10 muestra el valor AnchoESR4
Tabla 10 Relacioacuten AnchoESR
983105983150983139983144983151 983109983160983139983137983158983137983139983145983283983150
983131983149983133
983091983086983096 983089983086983091 983090983086983097983090
983092983086983090 983089983086983091 983091983086983092983094
983109983123983122 983105983150983139983144983151983087983109983123983122
La Figura 4 muestra el valor de AnchoESR para las secciones de anaacutelisis
Figura 4 ESR para secciones de anaacutelisis
Para el disentildeo del sostenimiento de ambos tuacuteneles consideraremos el cuocienteAnchoESR=346 debido a que no existe una diferencia considerable con elvalor AnchoESR=292 y corresponde a un valor maacutes conservador
4 El valor de ESR asumido es para tuacuteneles de acceso que tienen importancia al ser un acceso
principal a la mina y que tiene al mismo tiempo una vida uacutetil prolongada Si parte de los tuacutenelesson para otros objetivos o tienen una vida uacutetil reducida se podraacute considerar otro valor de ESR
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Para el caacutelculo del sostenimiento se definiraacuten cinco grupos o clases decalidades de roca seguacuten el paraacutemetro Q de Barton la Tabla 11 muestra losintervalos considerados
Tabla 11 Rangos paraacutemetro Q
983107983148983137983155983141 983122983137983150983143983151 983121
983113 983089983088983100983121
983113983113 983089983100983121983100983089983088
983113983113983113 983088983086983089983100983121983100983089
983113983126 983088983086983088983089983100983121983100983088983086983089
983126 983088983086983088983088983092983100983121983100983088983086983088983089
A continuacioacuten se proponen el sostenimiento para las distintas clases decalidades de roca teniendo en cuenta que corresponden a lineamientos desoporte general los que deben ser revisados en terreno y verificar que seanadecuados a las condiciones que presenten las excavaciones durante suejecucioacuten
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611 Fortificacioacuten clase I
Figura 5 Fortificacioacuten propuesta para clase I
El concepto de perno puntual considera que los pernos se instalan en formaocasional seguacuten alguacuten requerimiento especiacutefico debido por ejemplo a lapresencia de una cuntildea la que se ubica dentro de una roca de muy alta calidadgeoteacutecnica
Figura 6 Esquema fortificacioacuten clase I
-Pernos puntuales lechadosa columna completa conplanchuela y tuerca de22mm largo 25m-30m
-Drenajes eventuales deacuerdo a sondaje de
exploracioacuten
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612 Fortificacioacuten clase II
Figura 7 Fortificacioacuten propuesta para clase tipo II
Figura 8 Esquema fortificacioacuten clase II
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 15plusmn05mMalla metaacutelica si fuese necesariopara control de bloques y cuntildeas
-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
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613 Fortificacioacuten clase III
Figura 9 Fortificacioacuten propuesta para clase III
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado15plusmn025m-Shotcrete de 50mm a 100mm deespesor con fibras o mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
Figura 10 Esquema fortificacioacuten clase III
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614 Fortificacioacuten clase IV
Figura 11 Fortificacioacuten propuesta para clase IV
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado125plusmn025m-Shotcrete de 100mm a 150mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo asonda e de ex loracioacuten
Figura 12 Esquema fortificacioacuten clase IV
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615 Fortificacioacuten clase V
Figura 13 Fortificacioacuten propuesta para clase V
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuela ytuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 10plusmn02m-Shotcrete de 150mm a 250mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Marcos metaacutelicos tipo TH o anillosde hormigoacuten armado separacioacuten15plusmn05m
Figura 14 Esquema fortificacioacuten clase V
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514 Ja - Nuacutemero representativo de la alteracioacuten de las paredes de las
discontinuidades
Este nuacutemero toma en consideracioacuten la alteracioacuten de las paredes de lasdiscontinuidades la presencia de material en los planos y espesor y naturalezade tal material Este nuacutemero representa la resistencia al corte de los planoscomo tambieacuten su deformabilidad y potencial para hincharse o comprimirse
El cuadro siguiente entrega los antecedentes para estimar este nuacutemero
Tabla 5 Meteorizacioacuten de las discontinuidades
METEORIZACION DE LAS DISCONTINUIDADES Ja
DESCRIPCION Ja
- Contacto entre las dos paredes de la discontinuidadDiscontinuidad sellada dura sin reblandecimiento impermeable por ejemplo 075
cuarzo paredes sanas
Paredes de la discontinuidad uacutenicamente manchadas 1
Las paredes de las discontinuidades estaacuten alteradas ligeramente y contienen
minerales no reblandecibles partiacuteculas de arena roca desintegrada libre de 2
arcilla
Recubrimiento de limo o arena arcillosa pequentildea fraccioacuten arcillosa no 3
reblandecible
Recubrimiento de minerales arcillosos blandos o de baja friccioacuten por ejemplo
caolinita mica clorita talco yeso grafito y pequentildeas cantidades de arcillas 4expansivas Los recubrimientos son discontinuos con espesores maacuteximos de
1 oacute 2mm
- Contacto entre las dos paredes de la discontinuidad con menos de 10cm de desplazamiento cortantePartiacuteculas de arena roca desintegrada libre de arcilla 4
Fuertemente sobreconsolidados rellenos de minerales arcillosos no reblandecidos 6
los recubrimientos son continuos de menos de 5mm de espesor
Sobreconsolidacioacuten media o baja reblandecimiento rellenos de minerales 8
arcillosos Los recubrimientos son continuos de menos de 5mm de espesor
Rellenos de arcillas expansivas por ej montmorillonita de espesor continuo de 8 - 12
5mm El valor de Ja depende del porcentaje de partiacuteculas del tamantildeo de la arcilla
expansiva
- No existe Contacto entre las dos paredes de las discontinuidades cuando eacutesta hasufrido un desplazamiento cortanteZonas o bandas de roca desintegrada o roca machacada y arcilla 6 - 8
Zonas blandas de arcilla limosa o arenosa con pequentildea fraccioacuten de arcilla sin 5
resblandecimiento
Milonitos arcillosos gruesos 10 - 13 oacute 13 - 20
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515 Jw - Factor de reduccioacuten por agua
El factor considera la presioacuten de agua como tambieacuten la posibilidad de que elagua limpie las fracturas o reblandezca el relleno de ellas Se estima seguacuten elsiguiente cuadro
Tabla 6 Condicioacuten de agua en las discontinuidades
AGUA EN LAS DISCONTINUIDADES Jw
Presioacuten de
CONDICION DE AGUAS Jw agua
kgcm2
Excavaciones secas o de influencia poco
importante por ejemplo menos de 5ltmin 1 lt 1
localmente
Fluencia o presioacuten medias ocasional lavado 066 1 - 25
de los rellenos de las discontinuidades
Fluencia grande o presioacuten alta considerable 033 () 25 - 10
lavado de los rellenos de las discontinuidades
Fluencia o presioacuten de agua excepcionalmente 01 - 02 () gt 10
altas decayendo con el tiempo
Fluencia o presioacuten de aguas excepcionalmente
altas y continuas sin disminucioacuten en el 005 - 01 () gt 10
tiempo
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516 SRF - Factor de reduccioacuten por esfuerzos
Se estima en base al siguiente cuadro
Tabla 7 Valores SRF
TENSIONES EN LA EXCAVACION SRF Descripcioacuten
1 Zonas deacutebiles que intersectan la excavacioacuten y pueden SRF causar caiacuteda de bloques seguacuten avanza la mismaOcurrencia de muacuteltiples zonas de debilidad conteniendo
arcillas o roca quiacutemicamente desintegrada Roca muy 10
suelta alrededor cualquier profundidadSoacutelo una zona deacutebil conteniendo arcilla o roca
desintegrada quiacutemicamente Profundidad de excavacioacuten 5
menor de 50m
Soacutelo una zona deacutebil conteniendo arcilla o roca
desintegrada quiacutemicamente Profundidad de excavacioacuten 25
mayor de 50m
Varias zonas de fractura en roca competente libre de 75
arcilla roca suelta alrededor Cualquier profundidad
Soacutelo una zona fracturada en roca competente libre de 5
arcilla profundidad de excavacioacuten menor de 50m
Soacutelo una zona fracturada en roca competente libre de 25
arcilla profundidad de excavacioacuten mayor de 50m
Discontinuidades abiertas sueltas muy fracturadas 5
cualquier profundidad
2 Rocas competentes problemas σσσσc σσσσ1 σσσσt σσσσ1 SRF
de tensiones en las rocasTensiones pequentildeas cerca de la 25
superficie
Tensiones medias 1
Tensiones altas estructura muy
compactaNormalmente favorable 05 - 20
para la estabilidad Puede ser des-
favorable para estabilidad paredes
Explosioacuten de roca suave roca 5 - 10
masiva
Explosioacuten de roca fuerte roca 10 - 20
masiva
3 Roca fluyente flujo plaacutestico de roca incompetente bajo la influencia de altas presiones litostaacuteticasPresioacuten de flujo suave 5 - 10
Presioacuten de flujo intensa 10 - 20
4 Rocas expansivas actividad expansiva quiacutemica dependiendo de la presencia de aguaPresioacuten de expansioacuten suave 5 - 10
Presioacuten de expansioacuten intensa 10 - 20
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Los distintos valores del paraacutemetro Q se pueden agrupar en los rangos que
muestra la Tabla 8 La Figura 1 muestra dos casos con valores extremos del
valor de Q
Tabla 8 Clasificacioacuten valores Q
983121 983126983137983148983151983154983137983139983145983283983150
983088983086983088983088983089983085983088983086983088983089 983109983160983139983141983152983139983145983151983150983137983148983149983141983150983156983141 983117983137983148983137
983088983086983088983089983085983088983086983089 983109983160983156983154983141983149983137983140983137983149983141983150983156983141 983117983137983148983137
983088983086983089983085983089 983117983157983161 983117983137983148983137
983089983085983092 983117983137983148983137983092983085983089983088 983117983141983140983145983137
983089983088983085983092983088 983106983157983141983150983137
983092983088983085983089983088983088 983117983157983161 983106983157983141983150983137
983089983088983088983085983092983088983088 983109983160983156983154983141983149983137983140983137983149983141983150983156983141 983106983157983141983150983137
983092983088983088983085983089983088983088983088 983109983160983139983141983152983139983145983151983150983137983148983149983141983150983156983141 983106983157983141983150983137
Figura 1 Valores extremos del paraacutemetro Q
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517 Largo pernos de anclaje
La longitud de los pernos se puede obtener mediante la expresioacuten
Techo
983090 983088983086983089983093
Paredes
983090 983088983086983089983093
B= ancho excavacioacutenH= altura excavacioacuten
Para el caso del tuacutenel de 45m de ancho tenemos que el largo de los pernos esigual a
983090 983088983086983089983093
ESR=13
Largo pernos L=252m
Maacutes adelante se explica el significado del factor ESR asumido en este casocomo 13
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6 RECOMENDACIOacuteN DE FORTIFICACIOacuteN
La figura 2 define el tipo de sostenimiento a partir de la clasificacioacuten del macizorocoso (Q) el ancho de la excavacioacuten y el paraacutemetro ESR El paraacutemetro ESR(Excavation Support Ratio) depende el tipo de excavacioacuten los valores de eacuteste seindican en la tabla 9
Figura 2 Sostenimiento
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Tabla 9 Paraacutemetro ESR983109983123983122
39830855
983123983141983139983139983145983283983150
983139983145983154983139983157983148983137983154 25
983123983141983139983139983145983283983150
983154983141983139983156983137983150983143983157983148983137983154 20
16
13
10
0983096983107983141983150983156983154983137983148983141983155 983150983157983139983148983141983137983154983141983155 983155983157983138983156983141983154983265983150983141983137983155 983141983155983156983137983139983145983151983150983141983155 983140983141 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148 983152983137983138983141983148983148983151983150983141983155
983140983141983152983151983154983156983145983158983151983155 983161 983140983141 983155983141983154983158983145983139983145983151983155
983120983151983162983151983155 983158983141983154983156983145983139983137983148983141983155
983124983113983120983119 983108983109 983109983128983107983105983126983105983107983113983251983118
983117983145983150983137983155 983137983138983145983141983154983156983137983155 983156983141983149983152983151983154983137983148983149983141983150983156983141
983117983145983150983137983155 983137983138983145983141983154983156983137983155 983152983141983154983149983137983150983150983141983156983149983141983150983156983141 983156983290983150983141983148983141983155 983144983145983140983154983151983141983148983273983139983156983154983145983139983151983155 983156983290983150983141983148983141983155 983152983145983148983151983156983151 983161
983143983137983148983141983154983277983137983155 983140983141 983137983158983137983150983139983141 983152983137983154983137 983143983154983137983150983140983141983155 983141983160983139983137983158983137983139983145983151983150983141983155
983107983137983158983141983154983150983137983155 983140983141 983137983148983149983137983139983141983150983137983149983145983141983150983156983151 983152983148983137983150983156983137983155 983140983141 983156983154983137983156983137983149983145983141983150983156983151 983140983141 983137983143983157983137983155 983156983290983150983141983148983141983155983152983141983153983157983141983281983151983155 983140983141 983139983137983154983154983141983156983141983154983137 983161 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148 983156983290983150983141983148983141983155 983140983141 983137983139983139983141983155983151
983107983141983150983156983154983137983148983141983155 983141983148983273983139983154983145983139983137983155 983155983157983138983156983141983154983154983265983150983141983137983155 983156983290983150983141983148983141983155 983143983154983137983150983140983141983155 983140983141 983139983137983154983154983141983156983141983154983137 983161 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148
983139983137983158983141983154983150983137983155 983140983141 983140983141983142983141983150983155983137 983139983145983158983145983148 983145983150983156983141983154983155983141983139983139983145983151983150983141983155
De acuerdo a los antecedentes las dimensiones de las galeriacuteas de accesotienen 34 m y 45m de ancho ver Figura 3
Figura 3 Secciones de anaacutelisis
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Debido a que las excavaciones son tuacuteneles de acceso se consideraraacute elparaacutemetro ESR=13 la Tabla 10 muestra el valor AnchoESR4
Tabla 10 Relacioacuten AnchoESR
983105983150983139983144983151 983109983160983139983137983158983137983139983145983283983150
983131983149983133
983091983086983096 983089983086983091 983090983086983097983090
983092983086983090 983089983086983091 983091983086983092983094
983109983123983122 983105983150983139983144983151983087983109983123983122
La Figura 4 muestra el valor de AnchoESR para las secciones de anaacutelisis
Figura 4 ESR para secciones de anaacutelisis
Para el disentildeo del sostenimiento de ambos tuacuteneles consideraremos el cuocienteAnchoESR=346 debido a que no existe una diferencia considerable con elvalor AnchoESR=292 y corresponde a un valor maacutes conservador
4 El valor de ESR asumido es para tuacuteneles de acceso que tienen importancia al ser un acceso
principal a la mina y que tiene al mismo tiempo una vida uacutetil prolongada Si parte de los tuacutenelesson para otros objetivos o tienen una vida uacutetil reducida se podraacute considerar otro valor de ESR
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Para el caacutelculo del sostenimiento se definiraacuten cinco grupos o clases decalidades de roca seguacuten el paraacutemetro Q de Barton la Tabla 11 muestra losintervalos considerados
Tabla 11 Rangos paraacutemetro Q
983107983148983137983155983141 983122983137983150983143983151 983121
983113 983089983088983100983121
983113983113 983089983100983121983100983089983088
983113983113983113 983088983086983089983100983121983100983089
983113983126 983088983086983088983089983100983121983100983088983086983089
983126 983088983086983088983088983092983100983121983100983088983086983088983089
A continuacioacuten se proponen el sostenimiento para las distintas clases decalidades de roca teniendo en cuenta que corresponden a lineamientos desoporte general los que deben ser revisados en terreno y verificar que seanadecuados a las condiciones que presenten las excavaciones durante suejecucioacuten
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611 Fortificacioacuten clase I
Figura 5 Fortificacioacuten propuesta para clase I
El concepto de perno puntual considera que los pernos se instalan en formaocasional seguacuten alguacuten requerimiento especiacutefico debido por ejemplo a lapresencia de una cuntildea la que se ubica dentro de una roca de muy alta calidadgeoteacutecnica
Figura 6 Esquema fortificacioacuten clase I
-Pernos puntuales lechadosa columna completa conplanchuela y tuerca de22mm largo 25m-30m
-Drenajes eventuales deacuerdo a sondaje de
exploracioacuten
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612 Fortificacioacuten clase II
Figura 7 Fortificacioacuten propuesta para clase tipo II
Figura 8 Esquema fortificacioacuten clase II
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 15plusmn05mMalla metaacutelica si fuese necesariopara control de bloques y cuntildeas
-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
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613 Fortificacioacuten clase III
Figura 9 Fortificacioacuten propuesta para clase III
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado15plusmn025m-Shotcrete de 50mm a 100mm deespesor con fibras o mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
Figura 10 Esquema fortificacioacuten clase III
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614 Fortificacioacuten clase IV
Figura 11 Fortificacioacuten propuesta para clase IV
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado125plusmn025m-Shotcrete de 100mm a 150mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo asonda e de ex loracioacuten
Figura 12 Esquema fortificacioacuten clase IV
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615 Fortificacioacuten clase V
Figura 13 Fortificacioacuten propuesta para clase V
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuela ytuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 10plusmn02m-Shotcrete de 150mm a 250mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Marcos metaacutelicos tipo TH o anillosde hormigoacuten armado separacioacuten15plusmn05m
Figura 14 Esquema fortificacioacuten clase V
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515 Jw - Factor de reduccioacuten por agua
El factor considera la presioacuten de agua como tambieacuten la posibilidad de que elagua limpie las fracturas o reblandezca el relleno de ellas Se estima seguacuten elsiguiente cuadro
Tabla 6 Condicioacuten de agua en las discontinuidades
AGUA EN LAS DISCONTINUIDADES Jw
Presioacuten de
CONDICION DE AGUAS Jw agua
kgcm2
Excavaciones secas o de influencia poco
importante por ejemplo menos de 5ltmin 1 lt 1
localmente
Fluencia o presioacuten medias ocasional lavado 066 1 - 25
de los rellenos de las discontinuidades
Fluencia grande o presioacuten alta considerable 033 () 25 - 10
lavado de los rellenos de las discontinuidades
Fluencia o presioacuten de agua excepcionalmente 01 - 02 () gt 10
altas decayendo con el tiempo
Fluencia o presioacuten de aguas excepcionalmente
altas y continuas sin disminucioacuten en el 005 - 01 () gt 10
tiempo
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516 SRF - Factor de reduccioacuten por esfuerzos
Se estima en base al siguiente cuadro
Tabla 7 Valores SRF
TENSIONES EN LA EXCAVACION SRF Descripcioacuten
1 Zonas deacutebiles que intersectan la excavacioacuten y pueden SRF causar caiacuteda de bloques seguacuten avanza la mismaOcurrencia de muacuteltiples zonas de debilidad conteniendo
arcillas o roca quiacutemicamente desintegrada Roca muy 10
suelta alrededor cualquier profundidadSoacutelo una zona deacutebil conteniendo arcilla o roca
desintegrada quiacutemicamente Profundidad de excavacioacuten 5
menor de 50m
Soacutelo una zona deacutebil conteniendo arcilla o roca
desintegrada quiacutemicamente Profundidad de excavacioacuten 25
mayor de 50m
Varias zonas de fractura en roca competente libre de 75
arcilla roca suelta alrededor Cualquier profundidad
Soacutelo una zona fracturada en roca competente libre de 5
arcilla profundidad de excavacioacuten menor de 50m
Soacutelo una zona fracturada en roca competente libre de 25
arcilla profundidad de excavacioacuten mayor de 50m
Discontinuidades abiertas sueltas muy fracturadas 5
cualquier profundidad
2 Rocas competentes problemas σσσσc σσσσ1 σσσσt σσσσ1 SRF
de tensiones en las rocasTensiones pequentildeas cerca de la 25
superficie
Tensiones medias 1
Tensiones altas estructura muy
compactaNormalmente favorable 05 - 20
para la estabilidad Puede ser des-
favorable para estabilidad paredes
Explosioacuten de roca suave roca 5 - 10
masiva
Explosioacuten de roca fuerte roca 10 - 20
masiva
3 Roca fluyente flujo plaacutestico de roca incompetente bajo la influencia de altas presiones litostaacuteticasPresioacuten de flujo suave 5 - 10
Presioacuten de flujo intensa 10 - 20
4 Rocas expansivas actividad expansiva quiacutemica dependiendo de la presencia de aguaPresioacuten de expansioacuten suave 5 - 10
Presioacuten de expansioacuten intensa 10 - 20
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Los distintos valores del paraacutemetro Q se pueden agrupar en los rangos que
muestra la Tabla 8 La Figura 1 muestra dos casos con valores extremos del
valor de Q
Tabla 8 Clasificacioacuten valores Q
983121 983126983137983148983151983154983137983139983145983283983150
983088983086983088983088983089983085983088983086983088983089 983109983160983139983141983152983139983145983151983150983137983148983149983141983150983156983141 983117983137983148983137
983088983086983088983089983085983088983086983089 983109983160983156983154983141983149983137983140983137983149983141983150983156983141 983117983137983148983137
983088983086983089983085983089 983117983157983161 983117983137983148983137
983089983085983092 983117983137983148983137983092983085983089983088 983117983141983140983145983137
983089983088983085983092983088 983106983157983141983150983137
983092983088983085983089983088983088 983117983157983161 983106983157983141983150983137
983089983088983088983085983092983088983088 983109983160983156983154983141983149983137983140983137983149983141983150983156983141 983106983157983141983150983137
983092983088983088983085983089983088983088983088 983109983160983139983141983152983139983145983151983150983137983148983149983141983150983156983141 983106983157983141983150983137
Figura 1 Valores extremos del paraacutemetro Q
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517 Largo pernos de anclaje
La longitud de los pernos se puede obtener mediante la expresioacuten
Techo
983090 983088983086983089983093
Paredes
983090 983088983086983089983093
B= ancho excavacioacutenH= altura excavacioacuten
Para el caso del tuacutenel de 45m de ancho tenemos que el largo de los pernos esigual a
983090 983088983086983089983093
ESR=13
Largo pernos L=252m
Maacutes adelante se explica el significado del factor ESR asumido en este casocomo 13
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6 RECOMENDACIOacuteN DE FORTIFICACIOacuteN
La figura 2 define el tipo de sostenimiento a partir de la clasificacioacuten del macizorocoso (Q) el ancho de la excavacioacuten y el paraacutemetro ESR El paraacutemetro ESR(Excavation Support Ratio) depende el tipo de excavacioacuten los valores de eacuteste seindican en la tabla 9
Figura 2 Sostenimiento
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Tabla 9 Paraacutemetro ESR983109983123983122
39830855
983123983141983139983139983145983283983150
983139983145983154983139983157983148983137983154 25
983123983141983139983139983145983283983150
983154983141983139983156983137983150983143983157983148983137983154 20
16
13
10
0983096983107983141983150983156983154983137983148983141983155 983150983157983139983148983141983137983154983141983155 983155983157983138983156983141983154983265983150983141983137983155 983141983155983156983137983139983145983151983150983141983155 983140983141 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148 983152983137983138983141983148983148983151983150983141983155
983140983141983152983151983154983156983145983158983151983155 983161 983140983141 983155983141983154983158983145983139983145983151983155
983120983151983162983151983155 983158983141983154983156983145983139983137983148983141983155
983124983113983120983119 983108983109 983109983128983107983105983126983105983107983113983251983118
983117983145983150983137983155 983137983138983145983141983154983156983137983155 983156983141983149983152983151983154983137983148983149983141983150983156983141
983117983145983150983137983155 983137983138983145983141983154983156983137983155 983152983141983154983149983137983150983150983141983156983149983141983150983156983141 983156983290983150983141983148983141983155 983144983145983140983154983151983141983148983273983139983156983154983145983139983151983155 983156983290983150983141983148983141983155 983152983145983148983151983156983151 983161
983143983137983148983141983154983277983137983155 983140983141 983137983158983137983150983139983141 983152983137983154983137 983143983154983137983150983140983141983155 983141983160983139983137983158983137983139983145983151983150983141983155
983107983137983158983141983154983150983137983155 983140983141 983137983148983149983137983139983141983150983137983149983145983141983150983156983151 983152983148983137983150983156983137983155 983140983141 983156983154983137983156983137983149983145983141983150983156983151 983140983141 983137983143983157983137983155 983156983290983150983141983148983141983155983152983141983153983157983141983281983151983155 983140983141 983139983137983154983154983141983156983141983154983137 983161 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148 983156983290983150983141983148983141983155 983140983141 983137983139983139983141983155983151
983107983141983150983156983154983137983148983141983155 983141983148983273983139983154983145983139983137983155 983155983157983138983156983141983154983154983265983150983141983137983155 983156983290983150983141983148983141983155 983143983154983137983150983140983141983155 983140983141 983139983137983154983154983141983156983141983154983137 983161 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148
983139983137983158983141983154983150983137983155 983140983141 983140983141983142983141983150983155983137 983139983145983158983145983148 983145983150983156983141983154983155983141983139983139983145983151983150983141983155
De acuerdo a los antecedentes las dimensiones de las galeriacuteas de accesotienen 34 m y 45m de ancho ver Figura 3
Figura 3 Secciones de anaacutelisis
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Debido a que las excavaciones son tuacuteneles de acceso se consideraraacute elparaacutemetro ESR=13 la Tabla 10 muestra el valor AnchoESR4
Tabla 10 Relacioacuten AnchoESR
983105983150983139983144983151 983109983160983139983137983158983137983139983145983283983150
983131983149983133
983091983086983096 983089983086983091 983090983086983097983090
983092983086983090 983089983086983091 983091983086983092983094
983109983123983122 983105983150983139983144983151983087983109983123983122
La Figura 4 muestra el valor de AnchoESR para las secciones de anaacutelisis
Figura 4 ESR para secciones de anaacutelisis
Para el disentildeo del sostenimiento de ambos tuacuteneles consideraremos el cuocienteAnchoESR=346 debido a que no existe una diferencia considerable con elvalor AnchoESR=292 y corresponde a un valor maacutes conservador
4 El valor de ESR asumido es para tuacuteneles de acceso que tienen importancia al ser un acceso
principal a la mina y que tiene al mismo tiempo una vida uacutetil prolongada Si parte de los tuacutenelesson para otros objetivos o tienen una vida uacutetil reducida se podraacute considerar otro valor de ESR
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Para el caacutelculo del sostenimiento se definiraacuten cinco grupos o clases decalidades de roca seguacuten el paraacutemetro Q de Barton la Tabla 11 muestra losintervalos considerados
Tabla 11 Rangos paraacutemetro Q
983107983148983137983155983141 983122983137983150983143983151 983121
983113 983089983088983100983121
983113983113 983089983100983121983100983089983088
983113983113983113 983088983086983089983100983121983100983089
983113983126 983088983086983088983089983100983121983100983088983086983089
983126 983088983086983088983088983092983100983121983100983088983086983088983089
A continuacioacuten se proponen el sostenimiento para las distintas clases decalidades de roca teniendo en cuenta que corresponden a lineamientos desoporte general los que deben ser revisados en terreno y verificar que seanadecuados a las condiciones que presenten las excavaciones durante suejecucioacuten
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611 Fortificacioacuten clase I
Figura 5 Fortificacioacuten propuesta para clase I
El concepto de perno puntual considera que los pernos se instalan en formaocasional seguacuten alguacuten requerimiento especiacutefico debido por ejemplo a lapresencia de una cuntildea la que se ubica dentro de una roca de muy alta calidadgeoteacutecnica
Figura 6 Esquema fortificacioacuten clase I
-Pernos puntuales lechadosa columna completa conplanchuela y tuerca de22mm largo 25m-30m
-Drenajes eventuales deacuerdo a sondaje de
exploracioacuten
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612 Fortificacioacuten clase II
Figura 7 Fortificacioacuten propuesta para clase tipo II
Figura 8 Esquema fortificacioacuten clase II
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 15plusmn05mMalla metaacutelica si fuese necesariopara control de bloques y cuntildeas
-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
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613 Fortificacioacuten clase III
Figura 9 Fortificacioacuten propuesta para clase III
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado15plusmn025m-Shotcrete de 50mm a 100mm deespesor con fibras o mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
Figura 10 Esquema fortificacioacuten clase III
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614 Fortificacioacuten clase IV
Figura 11 Fortificacioacuten propuesta para clase IV
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado125plusmn025m-Shotcrete de 100mm a 150mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo asonda e de ex loracioacuten
Figura 12 Esquema fortificacioacuten clase IV
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615 Fortificacioacuten clase V
Figura 13 Fortificacioacuten propuesta para clase V
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuela ytuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 10plusmn02m-Shotcrete de 150mm a 250mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Marcos metaacutelicos tipo TH o anillosde hormigoacuten armado separacioacuten15plusmn05m
Figura 14 Esquema fortificacioacuten clase V
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516 SRF - Factor de reduccioacuten por esfuerzos
Se estima en base al siguiente cuadro
Tabla 7 Valores SRF
TENSIONES EN LA EXCAVACION SRF Descripcioacuten
1 Zonas deacutebiles que intersectan la excavacioacuten y pueden SRF causar caiacuteda de bloques seguacuten avanza la mismaOcurrencia de muacuteltiples zonas de debilidad conteniendo
arcillas o roca quiacutemicamente desintegrada Roca muy 10
suelta alrededor cualquier profundidadSoacutelo una zona deacutebil conteniendo arcilla o roca
desintegrada quiacutemicamente Profundidad de excavacioacuten 5
menor de 50m
Soacutelo una zona deacutebil conteniendo arcilla o roca
desintegrada quiacutemicamente Profundidad de excavacioacuten 25
mayor de 50m
Varias zonas de fractura en roca competente libre de 75
arcilla roca suelta alrededor Cualquier profundidad
Soacutelo una zona fracturada en roca competente libre de 5
arcilla profundidad de excavacioacuten menor de 50m
Soacutelo una zona fracturada en roca competente libre de 25
arcilla profundidad de excavacioacuten mayor de 50m
Discontinuidades abiertas sueltas muy fracturadas 5
cualquier profundidad
2 Rocas competentes problemas σσσσc σσσσ1 σσσσt σσσσ1 SRF
de tensiones en las rocasTensiones pequentildeas cerca de la 25
superficie
Tensiones medias 1
Tensiones altas estructura muy
compactaNormalmente favorable 05 - 20
para la estabilidad Puede ser des-
favorable para estabilidad paredes
Explosioacuten de roca suave roca 5 - 10
masiva
Explosioacuten de roca fuerte roca 10 - 20
masiva
3 Roca fluyente flujo plaacutestico de roca incompetente bajo la influencia de altas presiones litostaacuteticasPresioacuten de flujo suave 5 - 10
Presioacuten de flujo intensa 10 - 20
4 Rocas expansivas actividad expansiva quiacutemica dependiendo de la presencia de aguaPresioacuten de expansioacuten suave 5 - 10
Presioacuten de expansioacuten intensa 10 - 20
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Los distintos valores del paraacutemetro Q se pueden agrupar en los rangos que
muestra la Tabla 8 La Figura 1 muestra dos casos con valores extremos del
valor de Q
Tabla 8 Clasificacioacuten valores Q
983121 983126983137983148983151983154983137983139983145983283983150
983088983086983088983088983089983085983088983086983088983089 983109983160983139983141983152983139983145983151983150983137983148983149983141983150983156983141 983117983137983148983137
983088983086983088983089983085983088983086983089 983109983160983156983154983141983149983137983140983137983149983141983150983156983141 983117983137983148983137
983088983086983089983085983089 983117983157983161 983117983137983148983137
983089983085983092 983117983137983148983137983092983085983089983088 983117983141983140983145983137
983089983088983085983092983088 983106983157983141983150983137
983092983088983085983089983088983088 983117983157983161 983106983157983141983150983137
983089983088983088983085983092983088983088 983109983160983156983154983141983149983137983140983137983149983141983150983156983141 983106983157983141983150983137
983092983088983088983085983089983088983088983088 983109983160983139983141983152983139983145983151983150983137983148983149983141983150983156983141 983106983157983141983150983137
Figura 1 Valores extremos del paraacutemetro Q
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517 Largo pernos de anclaje
La longitud de los pernos se puede obtener mediante la expresioacuten
Techo
983090 983088983086983089983093
Paredes
983090 983088983086983089983093
B= ancho excavacioacutenH= altura excavacioacuten
Para el caso del tuacutenel de 45m de ancho tenemos que el largo de los pernos esigual a
983090 983088983086983089983093
ESR=13
Largo pernos L=252m
Maacutes adelante se explica el significado del factor ESR asumido en este casocomo 13
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6 RECOMENDACIOacuteN DE FORTIFICACIOacuteN
La figura 2 define el tipo de sostenimiento a partir de la clasificacioacuten del macizorocoso (Q) el ancho de la excavacioacuten y el paraacutemetro ESR El paraacutemetro ESR(Excavation Support Ratio) depende el tipo de excavacioacuten los valores de eacuteste seindican en la tabla 9
Figura 2 Sostenimiento
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Tabla 9 Paraacutemetro ESR983109983123983122
39830855
983123983141983139983139983145983283983150
983139983145983154983139983157983148983137983154 25
983123983141983139983139983145983283983150
983154983141983139983156983137983150983143983157983148983137983154 20
16
13
10
0983096983107983141983150983156983154983137983148983141983155 983150983157983139983148983141983137983154983141983155 983155983157983138983156983141983154983265983150983141983137983155 983141983155983156983137983139983145983151983150983141983155 983140983141 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148 983152983137983138983141983148983148983151983150983141983155
983140983141983152983151983154983156983145983158983151983155 983161 983140983141 983155983141983154983158983145983139983145983151983155
983120983151983162983151983155 983158983141983154983156983145983139983137983148983141983155
983124983113983120983119 983108983109 983109983128983107983105983126983105983107983113983251983118
983117983145983150983137983155 983137983138983145983141983154983156983137983155 983156983141983149983152983151983154983137983148983149983141983150983156983141
983117983145983150983137983155 983137983138983145983141983154983156983137983155 983152983141983154983149983137983150983150983141983156983149983141983150983156983141 983156983290983150983141983148983141983155 983144983145983140983154983151983141983148983273983139983156983154983145983139983151983155 983156983290983150983141983148983141983155 983152983145983148983151983156983151 983161
983143983137983148983141983154983277983137983155 983140983141 983137983158983137983150983139983141 983152983137983154983137 983143983154983137983150983140983141983155 983141983160983139983137983158983137983139983145983151983150983141983155
983107983137983158983141983154983150983137983155 983140983141 983137983148983149983137983139983141983150983137983149983145983141983150983156983151 983152983148983137983150983156983137983155 983140983141 983156983154983137983156983137983149983145983141983150983156983151 983140983141 983137983143983157983137983155 983156983290983150983141983148983141983155983152983141983153983157983141983281983151983155 983140983141 983139983137983154983154983141983156983141983154983137 983161 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148 983156983290983150983141983148983141983155 983140983141 983137983139983139983141983155983151
983107983141983150983156983154983137983148983141983155 983141983148983273983139983154983145983139983137983155 983155983157983138983156983141983154983154983265983150983141983137983155 983156983290983150983141983148983141983155 983143983154983137983150983140983141983155 983140983141 983139983137983154983154983141983156983141983154983137 983161 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148
983139983137983158983141983154983150983137983155 983140983141 983140983141983142983141983150983155983137 983139983145983158983145983148 983145983150983156983141983154983155983141983139983139983145983151983150983141983155
De acuerdo a los antecedentes las dimensiones de las galeriacuteas de accesotienen 34 m y 45m de ancho ver Figura 3
Figura 3 Secciones de anaacutelisis
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Debido a que las excavaciones son tuacuteneles de acceso se consideraraacute elparaacutemetro ESR=13 la Tabla 10 muestra el valor AnchoESR4
Tabla 10 Relacioacuten AnchoESR
983105983150983139983144983151 983109983160983139983137983158983137983139983145983283983150
983131983149983133
983091983086983096 983089983086983091 983090983086983097983090
983092983086983090 983089983086983091 983091983086983092983094
983109983123983122 983105983150983139983144983151983087983109983123983122
La Figura 4 muestra el valor de AnchoESR para las secciones de anaacutelisis
Figura 4 ESR para secciones de anaacutelisis
Para el disentildeo del sostenimiento de ambos tuacuteneles consideraremos el cuocienteAnchoESR=346 debido a que no existe una diferencia considerable con elvalor AnchoESR=292 y corresponde a un valor maacutes conservador
4 El valor de ESR asumido es para tuacuteneles de acceso que tienen importancia al ser un acceso
principal a la mina y que tiene al mismo tiempo una vida uacutetil prolongada Si parte de los tuacutenelesson para otros objetivos o tienen una vida uacutetil reducida se podraacute considerar otro valor de ESR
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Para el caacutelculo del sostenimiento se definiraacuten cinco grupos o clases decalidades de roca seguacuten el paraacutemetro Q de Barton la Tabla 11 muestra losintervalos considerados
Tabla 11 Rangos paraacutemetro Q
983107983148983137983155983141 983122983137983150983143983151 983121
983113 983089983088983100983121
983113983113 983089983100983121983100983089983088
983113983113983113 983088983086983089983100983121983100983089
983113983126 983088983086983088983089983100983121983100983088983086983089
983126 983088983086983088983088983092983100983121983100983088983086983088983089
A continuacioacuten se proponen el sostenimiento para las distintas clases decalidades de roca teniendo en cuenta que corresponden a lineamientos desoporte general los que deben ser revisados en terreno y verificar que seanadecuados a las condiciones que presenten las excavaciones durante suejecucioacuten
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611 Fortificacioacuten clase I
Figura 5 Fortificacioacuten propuesta para clase I
El concepto de perno puntual considera que los pernos se instalan en formaocasional seguacuten alguacuten requerimiento especiacutefico debido por ejemplo a lapresencia de una cuntildea la que se ubica dentro de una roca de muy alta calidadgeoteacutecnica
Figura 6 Esquema fortificacioacuten clase I
-Pernos puntuales lechadosa columna completa conplanchuela y tuerca de22mm largo 25m-30m
-Drenajes eventuales deacuerdo a sondaje de
exploracioacuten
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612 Fortificacioacuten clase II
Figura 7 Fortificacioacuten propuesta para clase tipo II
Figura 8 Esquema fortificacioacuten clase II
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 15plusmn05mMalla metaacutelica si fuese necesariopara control de bloques y cuntildeas
-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
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613 Fortificacioacuten clase III
Figura 9 Fortificacioacuten propuesta para clase III
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado15plusmn025m-Shotcrete de 50mm a 100mm deespesor con fibras o mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
Figura 10 Esquema fortificacioacuten clase III
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614 Fortificacioacuten clase IV
Figura 11 Fortificacioacuten propuesta para clase IV
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado125plusmn025m-Shotcrete de 100mm a 150mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo asonda e de ex loracioacuten
Figura 12 Esquema fortificacioacuten clase IV
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615 Fortificacioacuten clase V
Figura 13 Fortificacioacuten propuesta para clase V
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuela ytuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 10plusmn02m-Shotcrete de 150mm a 250mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Marcos metaacutelicos tipo TH o anillosde hormigoacuten armado separacioacuten15plusmn05m
Figura 14 Esquema fortificacioacuten clase V
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Los distintos valores del paraacutemetro Q se pueden agrupar en los rangos que
muestra la Tabla 8 La Figura 1 muestra dos casos con valores extremos del
valor de Q
Tabla 8 Clasificacioacuten valores Q
983121 983126983137983148983151983154983137983139983145983283983150
983088983086983088983088983089983085983088983086983088983089 983109983160983139983141983152983139983145983151983150983137983148983149983141983150983156983141 983117983137983148983137
983088983086983088983089983085983088983086983089 983109983160983156983154983141983149983137983140983137983149983141983150983156983141 983117983137983148983137
983088983086983089983085983089 983117983157983161 983117983137983148983137
983089983085983092 983117983137983148983137983092983085983089983088 983117983141983140983145983137
983089983088983085983092983088 983106983157983141983150983137
983092983088983085983089983088983088 983117983157983161 983106983157983141983150983137
983089983088983088983085983092983088983088 983109983160983156983154983141983149983137983140983137983149983141983150983156983141 983106983157983141983150983137
983092983088983088983085983089983088983088983088 983109983160983139983141983152983139983145983151983150983137983148983149983141983150983156983141 983106983157983141983150983137
Figura 1 Valores extremos del paraacutemetro Q
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517 Largo pernos de anclaje
La longitud de los pernos se puede obtener mediante la expresioacuten
Techo
983090 983088983086983089983093
Paredes
983090 983088983086983089983093
B= ancho excavacioacutenH= altura excavacioacuten
Para el caso del tuacutenel de 45m de ancho tenemos que el largo de los pernos esigual a
983090 983088983086983089983093
ESR=13
Largo pernos L=252m
Maacutes adelante se explica el significado del factor ESR asumido en este casocomo 13
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6 RECOMENDACIOacuteN DE FORTIFICACIOacuteN
La figura 2 define el tipo de sostenimiento a partir de la clasificacioacuten del macizorocoso (Q) el ancho de la excavacioacuten y el paraacutemetro ESR El paraacutemetro ESR(Excavation Support Ratio) depende el tipo de excavacioacuten los valores de eacuteste seindican en la tabla 9
Figura 2 Sostenimiento
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Tabla 9 Paraacutemetro ESR983109983123983122
39830855
983123983141983139983139983145983283983150
983139983145983154983139983157983148983137983154 25
983123983141983139983139983145983283983150
983154983141983139983156983137983150983143983157983148983137983154 20
16
13
10
0983096983107983141983150983156983154983137983148983141983155 983150983157983139983148983141983137983154983141983155 983155983157983138983156983141983154983265983150983141983137983155 983141983155983156983137983139983145983151983150983141983155 983140983141 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148 983152983137983138983141983148983148983151983150983141983155
983140983141983152983151983154983156983145983158983151983155 983161 983140983141 983155983141983154983158983145983139983145983151983155
983120983151983162983151983155 983158983141983154983156983145983139983137983148983141983155
983124983113983120983119 983108983109 983109983128983107983105983126983105983107983113983251983118
983117983145983150983137983155 983137983138983145983141983154983156983137983155 983156983141983149983152983151983154983137983148983149983141983150983156983141
983117983145983150983137983155 983137983138983145983141983154983156983137983155 983152983141983154983149983137983150983150983141983156983149983141983150983156983141 983156983290983150983141983148983141983155 983144983145983140983154983151983141983148983273983139983156983154983145983139983151983155 983156983290983150983141983148983141983155 983152983145983148983151983156983151 983161
983143983137983148983141983154983277983137983155 983140983141 983137983158983137983150983139983141 983152983137983154983137 983143983154983137983150983140983141983155 983141983160983139983137983158983137983139983145983151983150983141983155
983107983137983158983141983154983150983137983155 983140983141 983137983148983149983137983139983141983150983137983149983145983141983150983156983151 983152983148983137983150983156983137983155 983140983141 983156983154983137983156983137983149983145983141983150983156983151 983140983141 983137983143983157983137983155 983156983290983150983141983148983141983155983152983141983153983157983141983281983151983155 983140983141 983139983137983154983154983141983156983141983154983137 983161 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148 983156983290983150983141983148983141983155 983140983141 983137983139983139983141983155983151
983107983141983150983156983154983137983148983141983155 983141983148983273983139983154983145983139983137983155 983155983157983138983156983141983154983154983265983150983141983137983155 983156983290983150983141983148983141983155 983143983154983137983150983140983141983155 983140983141 983139983137983154983154983141983156983141983154983137 983161 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148
983139983137983158983141983154983150983137983155 983140983141 983140983141983142983141983150983155983137 983139983145983158983145983148 983145983150983156983141983154983155983141983139983139983145983151983150983141983155
De acuerdo a los antecedentes las dimensiones de las galeriacuteas de accesotienen 34 m y 45m de ancho ver Figura 3
Figura 3 Secciones de anaacutelisis
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Debido a que las excavaciones son tuacuteneles de acceso se consideraraacute elparaacutemetro ESR=13 la Tabla 10 muestra el valor AnchoESR4
Tabla 10 Relacioacuten AnchoESR
983105983150983139983144983151 983109983160983139983137983158983137983139983145983283983150
983131983149983133
983091983086983096 983089983086983091 983090983086983097983090
983092983086983090 983089983086983091 983091983086983092983094
983109983123983122 983105983150983139983144983151983087983109983123983122
La Figura 4 muestra el valor de AnchoESR para las secciones de anaacutelisis
Figura 4 ESR para secciones de anaacutelisis
Para el disentildeo del sostenimiento de ambos tuacuteneles consideraremos el cuocienteAnchoESR=346 debido a que no existe una diferencia considerable con elvalor AnchoESR=292 y corresponde a un valor maacutes conservador
4 El valor de ESR asumido es para tuacuteneles de acceso que tienen importancia al ser un acceso
principal a la mina y que tiene al mismo tiempo una vida uacutetil prolongada Si parte de los tuacutenelesson para otros objetivos o tienen una vida uacutetil reducida se podraacute considerar otro valor de ESR
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Para el caacutelculo del sostenimiento se definiraacuten cinco grupos o clases decalidades de roca seguacuten el paraacutemetro Q de Barton la Tabla 11 muestra losintervalos considerados
Tabla 11 Rangos paraacutemetro Q
983107983148983137983155983141 983122983137983150983143983151 983121
983113 983089983088983100983121
983113983113 983089983100983121983100983089983088
983113983113983113 983088983086983089983100983121983100983089
983113983126 983088983086983088983089983100983121983100983088983086983089
983126 983088983086983088983088983092983100983121983100983088983086983088983089
A continuacioacuten se proponen el sostenimiento para las distintas clases decalidades de roca teniendo en cuenta que corresponden a lineamientos desoporte general los que deben ser revisados en terreno y verificar que seanadecuados a las condiciones que presenten las excavaciones durante suejecucioacuten
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611 Fortificacioacuten clase I
Figura 5 Fortificacioacuten propuesta para clase I
El concepto de perno puntual considera que los pernos se instalan en formaocasional seguacuten alguacuten requerimiento especiacutefico debido por ejemplo a lapresencia de una cuntildea la que se ubica dentro de una roca de muy alta calidadgeoteacutecnica
Figura 6 Esquema fortificacioacuten clase I
-Pernos puntuales lechadosa columna completa conplanchuela y tuerca de22mm largo 25m-30m
-Drenajes eventuales deacuerdo a sondaje de
exploracioacuten
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612 Fortificacioacuten clase II
Figura 7 Fortificacioacuten propuesta para clase tipo II
Figura 8 Esquema fortificacioacuten clase II
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 15plusmn05mMalla metaacutelica si fuese necesariopara control de bloques y cuntildeas
-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
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613 Fortificacioacuten clase III
Figura 9 Fortificacioacuten propuesta para clase III
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado15plusmn025m-Shotcrete de 50mm a 100mm deespesor con fibras o mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
Figura 10 Esquema fortificacioacuten clase III
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614 Fortificacioacuten clase IV
Figura 11 Fortificacioacuten propuesta para clase IV
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado125plusmn025m-Shotcrete de 100mm a 150mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo asonda e de ex loracioacuten
Figura 12 Esquema fortificacioacuten clase IV
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615 Fortificacioacuten clase V
Figura 13 Fortificacioacuten propuesta para clase V
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuela ytuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 10plusmn02m-Shotcrete de 150mm a 250mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Marcos metaacutelicos tipo TH o anillosde hormigoacuten armado separacioacuten15plusmn05m
Figura 14 Esquema fortificacioacuten clase V
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517 Largo pernos de anclaje
La longitud de los pernos se puede obtener mediante la expresioacuten
Techo
983090 983088983086983089983093
Paredes
983090 983088983086983089983093
B= ancho excavacioacutenH= altura excavacioacuten
Para el caso del tuacutenel de 45m de ancho tenemos que el largo de los pernos esigual a
983090 983088983086983089983093
ESR=13
Largo pernos L=252m
Maacutes adelante se explica el significado del factor ESR asumido en este casocomo 13
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6 RECOMENDACIOacuteN DE FORTIFICACIOacuteN
La figura 2 define el tipo de sostenimiento a partir de la clasificacioacuten del macizorocoso (Q) el ancho de la excavacioacuten y el paraacutemetro ESR El paraacutemetro ESR(Excavation Support Ratio) depende el tipo de excavacioacuten los valores de eacuteste seindican en la tabla 9
Figura 2 Sostenimiento
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Tabla 9 Paraacutemetro ESR983109983123983122
39830855
983123983141983139983139983145983283983150
983139983145983154983139983157983148983137983154 25
983123983141983139983139983145983283983150
983154983141983139983156983137983150983143983157983148983137983154 20
16
13
10
0983096983107983141983150983156983154983137983148983141983155 983150983157983139983148983141983137983154983141983155 983155983157983138983156983141983154983265983150983141983137983155 983141983155983156983137983139983145983151983150983141983155 983140983141 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148 983152983137983138983141983148983148983151983150983141983155
983140983141983152983151983154983156983145983158983151983155 983161 983140983141 983155983141983154983158983145983139983145983151983155
983120983151983162983151983155 983158983141983154983156983145983139983137983148983141983155
983124983113983120983119 983108983109 983109983128983107983105983126983105983107983113983251983118
983117983145983150983137983155 983137983138983145983141983154983156983137983155 983156983141983149983152983151983154983137983148983149983141983150983156983141
983117983145983150983137983155 983137983138983145983141983154983156983137983155 983152983141983154983149983137983150983150983141983156983149983141983150983156983141 983156983290983150983141983148983141983155 983144983145983140983154983151983141983148983273983139983156983154983145983139983151983155 983156983290983150983141983148983141983155 983152983145983148983151983156983151 983161
983143983137983148983141983154983277983137983155 983140983141 983137983158983137983150983139983141 983152983137983154983137 983143983154983137983150983140983141983155 983141983160983139983137983158983137983139983145983151983150983141983155
983107983137983158983141983154983150983137983155 983140983141 983137983148983149983137983139983141983150983137983149983145983141983150983156983151 983152983148983137983150983156983137983155 983140983141 983156983154983137983156983137983149983145983141983150983156983151 983140983141 983137983143983157983137983155 983156983290983150983141983148983141983155983152983141983153983157983141983281983151983155 983140983141 983139983137983154983154983141983156983141983154983137 983161 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148 983156983290983150983141983148983141983155 983140983141 983137983139983139983141983155983151
983107983141983150983156983154983137983148983141983155 983141983148983273983139983154983145983139983137983155 983155983157983138983156983141983154983154983265983150983141983137983155 983156983290983150983141983148983141983155 983143983154983137983150983140983141983155 983140983141 983139983137983154983154983141983156983141983154983137 983161 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148
983139983137983158983141983154983150983137983155 983140983141 983140983141983142983141983150983155983137 983139983145983158983145983148 983145983150983156983141983154983155983141983139983139983145983151983150983141983155
De acuerdo a los antecedentes las dimensiones de las galeriacuteas de accesotienen 34 m y 45m de ancho ver Figura 3
Figura 3 Secciones de anaacutelisis
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Debido a que las excavaciones son tuacuteneles de acceso se consideraraacute elparaacutemetro ESR=13 la Tabla 10 muestra el valor AnchoESR4
Tabla 10 Relacioacuten AnchoESR
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983092983086983090 983089983086983091 983091983086983092983094
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La Figura 4 muestra el valor de AnchoESR para las secciones de anaacutelisis
Figura 4 ESR para secciones de anaacutelisis
Para el disentildeo del sostenimiento de ambos tuacuteneles consideraremos el cuocienteAnchoESR=346 debido a que no existe una diferencia considerable con elvalor AnchoESR=292 y corresponde a un valor maacutes conservador
4 El valor de ESR asumido es para tuacuteneles de acceso que tienen importancia al ser un acceso
principal a la mina y que tiene al mismo tiempo una vida uacutetil prolongada Si parte de los tuacutenelesson para otros objetivos o tienen una vida uacutetil reducida se podraacute considerar otro valor de ESR
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Para el caacutelculo del sostenimiento se definiraacuten cinco grupos o clases decalidades de roca seguacuten el paraacutemetro Q de Barton la Tabla 11 muestra losintervalos considerados
Tabla 11 Rangos paraacutemetro Q
983107983148983137983155983141 983122983137983150983143983151 983121
983113 983089983088983100983121
983113983113 983089983100983121983100983089983088
983113983113983113 983088983086983089983100983121983100983089
983113983126 983088983086983088983089983100983121983100983088983086983089
983126 983088983086983088983088983092983100983121983100983088983086983088983089
A continuacioacuten se proponen el sostenimiento para las distintas clases decalidades de roca teniendo en cuenta que corresponden a lineamientos desoporte general los que deben ser revisados en terreno y verificar que seanadecuados a las condiciones que presenten las excavaciones durante suejecucioacuten
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611 Fortificacioacuten clase I
Figura 5 Fortificacioacuten propuesta para clase I
El concepto de perno puntual considera que los pernos se instalan en formaocasional seguacuten alguacuten requerimiento especiacutefico debido por ejemplo a lapresencia de una cuntildea la que se ubica dentro de una roca de muy alta calidadgeoteacutecnica
Figura 6 Esquema fortificacioacuten clase I
-Pernos puntuales lechadosa columna completa conplanchuela y tuerca de22mm largo 25m-30m
-Drenajes eventuales deacuerdo a sondaje de
exploracioacuten
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612 Fortificacioacuten clase II
Figura 7 Fortificacioacuten propuesta para clase tipo II
Figura 8 Esquema fortificacioacuten clase II
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 15plusmn05mMalla metaacutelica si fuese necesariopara control de bloques y cuntildeas
-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
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613 Fortificacioacuten clase III
Figura 9 Fortificacioacuten propuesta para clase III
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado15plusmn025m-Shotcrete de 50mm a 100mm deespesor con fibras o mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
Figura 10 Esquema fortificacioacuten clase III
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614 Fortificacioacuten clase IV
Figura 11 Fortificacioacuten propuesta para clase IV
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado125plusmn025m-Shotcrete de 100mm a 150mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo asonda e de ex loracioacuten
Figura 12 Esquema fortificacioacuten clase IV
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615 Fortificacioacuten clase V
Figura 13 Fortificacioacuten propuesta para clase V
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuela ytuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 10plusmn02m-Shotcrete de 150mm a 250mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Marcos metaacutelicos tipo TH o anillosde hormigoacuten armado separacioacuten15plusmn05m
Figura 14 Esquema fortificacioacuten clase V
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6 RECOMENDACIOacuteN DE FORTIFICACIOacuteN
La figura 2 define el tipo de sostenimiento a partir de la clasificacioacuten del macizorocoso (Q) el ancho de la excavacioacuten y el paraacutemetro ESR El paraacutemetro ESR(Excavation Support Ratio) depende el tipo de excavacioacuten los valores de eacuteste seindican en la tabla 9
Figura 2 Sostenimiento
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Tabla 9 Paraacutemetro ESR983109983123983122
39830855
983123983141983139983139983145983283983150
983139983145983154983139983157983148983137983154 25
983123983141983139983139983145983283983150
983154983141983139983156983137983150983143983157983148983137983154 20
16
13
10
0983096983107983141983150983156983154983137983148983141983155 983150983157983139983148983141983137983154983141983155 983155983157983138983156983141983154983265983150983141983137983155 983141983155983156983137983139983145983151983150983141983155 983140983141 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148 983152983137983138983141983148983148983151983150983141983155
983140983141983152983151983154983156983145983158983151983155 983161 983140983141 983155983141983154983158983145983139983145983151983155
983120983151983162983151983155 983158983141983154983156983145983139983137983148983141983155
983124983113983120983119 983108983109 983109983128983107983105983126983105983107983113983251983118
983117983145983150983137983155 983137983138983145983141983154983156983137983155 983156983141983149983152983151983154983137983148983149983141983150983156983141
983117983145983150983137983155 983137983138983145983141983154983156983137983155 983152983141983154983149983137983150983150983141983156983149983141983150983156983141 983156983290983150983141983148983141983155 983144983145983140983154983151983141983148983273983139983156983154983145983139983151983155 983156983290983150983141983148983141983155 983152983145983148983151983156983151 983161
983143983137983148983141983154983277983137983155 983140983141 983137983158983137983150983139983141 983152983137983154983137 983143983154983137983150983140983141983155 983141983160983139983137983158983137983139983145983151983150983141983155
983107983137983158983141983154983150983137983155 983140983141 983137983148983149983137983139983141983150983137983149983145983141983150983156983151 983152983148983137983150983156983137983155 983140983141 983156983154983137983156983137983149983145983141983150983156983151 983140983141 983137983143983157983137983155 983156983290983150983141983148983141983155983152983141983153983157983141983281983151983155 983140983141 983139983137983154983154983141983156983141983154983137 983161 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148 983156983290983150983141983148983141983155 983140983141 983137983139983139983141983155983151
983107983141983150983156983154983137983148983141983155 983141983148983273983139983154983145983139983137983155 983155983157983138983156983141983154983154983265983150983141983137983155 983156983290983150983141983148983141983155 983143983154983137983150983140983141983155 983140983141 983139983137983154983154983141983156983141983154983137 983161 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148
983139983137983158983141983154983150983137983155 983140983141 983140983141983142983141983150983155983137 983139983145983158983145983148 983145983150983156983141983154983155983141983139983139983145983151983150983141983155
De acuerdo a los antecedentes las dimensiones de las galeriacuteas de accesotienen 34 m y 45m de ancho ver Figura 3
Figura 3 Secciones de anaacutelisis
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Debido a que las excavaciones son tuacuteneles de acceso se consideraraacute elparaacutemetro ESR=13 la Tabla 10 muestra el valor AnchoESR4
Tabla 10 Relacioacuten AnchoESR
983105983150983139983144983151 983109983160983139983137983158983137983139983145983283983150
983131983149983133
983091983086983096 983089983086983091 983090983086983097983090
983092983086983090 983089983086983091 983091983086983092983094
983109983123983122 983105983150983139983144983151983087983109983123983122
La Figura 4 muestra el valor de AnchoESR para las secciones de anaacutelisis
Figura 4 ESR para secciones de anaacutelisis
Para el disentildeo del sostenimiento de ambos tuacuteneles consideraremos el cuocienteAnchoESR=346 debido a que no existe una diferencia considerable con elvalor AnchoESR=292 y corresponde a un valor maacutes conservador
4 El valor de ESR asumido es para tuacuteneles de acceso que tienen importancia al ser un acceso
principal a la mina y que tiene al mismo tiempo una vida uacutetil prolongada Si parte de los tuacutenelesson para otros objetivos o tienen una vida uacutetil reducida se podraacute considerar otro valor de ESR
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Para el caacutelculo del sostenimiento se definiraacuten cinco grupos o clases decalidades de roca seguacuten el paraacutemetro Q de Barton la Tabla 11 muestra losintervalos considerados
Tabla 11 Rangos paraacutemetro Q
983107983148983137983155983141 983122983137983150983143983151 983121
983113 983089983088983100983121
983113983113 983089983100983121983100983089983088
983113983113983113 983088983086983089983100983121983100983089
983113983126 983088983086983088983089983100983121983100983088983086983089
983126 983088983086983088983088983092983100983121983100983088983086983088983089
A continuacioacuten se proponen el sostenimiento para las distintas clases decalidades de roca teniendo en cuenta que corresponden a lineamientos desoporte general los que deben ser revisados en terreno y verificar que seanadecuados a las condiciones que presenten las excavaciones durante suejecucioacuten
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611 Fortificacioacuten clase I
Figura 5 Fortificacioacuten propuesta para clase I
El concepto de perno puntual considera que los pernos se instalan en formaocasional seguacuten alguacuten requerimiento especiacutefico debido por ejemplo a lapresencia de una cuntildea la que se ubica dentro de una roca de muy alta calidadgeoteacutecnica
Figura 6 Esquema fortificacioacuten clase I
-Pernos puntuales lechadosa columna completa conplanchuela y tuerca de22mm largo 25m-30m
-Drenajes eventuales deacuerdo a sondaje de
exploracioacuten
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612 Fortificacioacuten clase II
Figura 7 Fortificacioacuten propuesta para clase tipo II
Figura 8 Esquema fortificacioacuten clase II
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 15plusmn05mMalla metaacutelica si fuese necesariopara control de bloques y cuntildeas
-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
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613 Fortificacioacuten clase III
Figura 9 Fortificacioacuten propuesta para clase III
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado15plusmn025m-Shotcrete de 50mm a 100mm deespesor con fibras o mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
Figura 10 Esquema fortificacioacuten clase III
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614 Fortificacioacuten clase IV
Figura 11 Fortificacioacuten propuesta para clase IV
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado125plusmn025m-Shotcrete de 100mm a 150mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo asonda e de ex loracioacuten
Figura 12 Esquema fortificacioacuten clase IV
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615 Fortificacioacuten clase V
Figura 13 Fortificacioacuten propuesta para clase V
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuela ytuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 10plusmn02m-Shotcrete de 150mm a 250mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Marcos metaacutelicos tipo TH o anillosde hormigoacuten armado separacioacuten15plusmn05m
Figura 14 Esquema fortificacioacuten clase V
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Tabla 9 Paraacutemetro ESR983109983123983122
39830855
983123983141983139983139983145983283983150
983139983145983154983139983157983148983137983154 25
983123983141983139983139983145983283983150
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16
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10
0983096983107983141983150983156983154983137983148983141983155 983150983157983139983148983141983137983154983141983155 983155983157983138983156983141983154983265983150983141983137983155 983141983155983156983137983139983145983151983150983141983155 983140983141 983142983141983154983154983151983139983137983154983154983145983148 983152983137983138983141983148983148983151983150983141983155
983140983141983152983151983154983156983145983158983151983155 983161 983140983141 983155983141983154983158983145983139983145983151983155
983120983151983162983151983155 983158983141983154983156983145983139983137983148983141983155
983124983113983120983119 983108983109 983109983128983107983105983126983105983107983113983251983118
983117983145983150983137983155 983137983138983145983141983154983156983137983155 983156983141983149983152983151983154983137983148983149983141983150983156983141
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De acuerdo a los antecedentes las dimensiones de las galeriacuteas de accesotienen 34 m y 45m de ancho ver Figura 3
Figura 3 Secciones de anaacutelisis
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Debido a que las excavaciones son tuacuteneles de acceso se consideraraacute elparaacutemetro ESR=13 la Tabla 10 muestra el valor AnchoESR4
Tabla 10 Relacioacuten AnchoESR
983105983150983139983144983151 983109983160983139983137983158983137983139983145983283983150
983131983149983133
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La Figura 4 muestra el valor de AnchoESR para las secciones de anaacutelisis
Figura 4 ESR para secciones de anaacutelisis
Para el disentildeo del sostenimiento de ambos tuacuteneles consideraremos el cuocienteAnchoESR=346 debido a que no existe una diferencia considerable con elvalor AnchoESR=292 y corresponde a un valor maacutes conservador
4 El valor de ESR asumido es para tuacuteneles de acceso que tienen importancia al ser un acceso
principal a la mina y que tiene al mismo tiempo una vida uacutetil prolongada Si parte de los tuacutenelesson para otros objetivos o tienen una vida uacutetil reducida se podraacute considerar otro valor de ESR
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Para el caacutelculo del sostenimiento se definiraacuten cinco grupos o clases decalidades de roca seguacuten el paraacutemetro Q de Barton la Tabla 11 muestra losintervalos considerados
Tabla 11 Rangos paraacutemetro Q
983107983148983137983155983141 983122983137983150983143983151 983121
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983113983126 983088983086983088983089983100983121983100983088983086983089
983126 983088983086983088983088983092983100983121983100983088983086983088983089
A continuacioacuten se proponen el sostenimiento para las distintas clases decalidades de roca teniendo en cuenta que corresponden a lineamientos desoporte general los que deben ser revisados en terreno y verificar que seanadecuados a las condiciones que presenten las excavaciones durante suejecucioacuten
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611 Fortificacioacuten clase I
Figura 5 Fortificacioacuten propuesta para clase I
El concepto de perno puntual considera que los pernos se instalan en formaocasional seguacuten alguacuten requerimiento especiacutefico debido por ejemplo a lapresencia de una cuntildea la que se ubica dentro de una roca de muy alta calidadgeoteacutecnica
Figura 6 Esquema fortificacioacuten clase I
-Pernos puntuales lechadosa columna completa conplanchuela y tuerca de22mm largo 25m-30m
-Drenajes eventuales deacuerdo a sondaje de
exploracioacuten
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612 Fortificacioacuten clase II
Figura 7 Fortificacioacuten propuesta para clase tipo II
Figura 8 Esquema fortificacioacuten clase II
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 15plusmn05mMalla metaacutelica si fuese necesariopara control de bloques y cuntildeas
-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
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613 Fortificacioacuten clase III
Figura 9 Fortificacioacuten propuesta para clase III
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado15plusmn025m-Shotcrete de 50mm a 100mm deespesor con fibras o mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
Figura 10 Esquema fortificacioacuten clase III
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614 Fortificacioacuten clase IV
Figura 11 Fortificacioacuten propuesta para clase IV
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado125plusmn025m-Shotcrete de 100mm a 150mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo asonda e de ex loracioacuten
Figura 12 Esquema fortificacioacuten clase IV
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615 Fortificacioacuten clase V
Figura 13 Fortificacioacuten propuesta para clase V
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuela ytuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 10plusmn02m-Shotcrete de 150mm a 250mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Marcos metaacutelicos tipo TH o anillosde hormigoacuten armado separacioacuten15plusmn05m
Figura 14 Esquema fortificacioacuten clase V
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Debido a que las excavaciones son tuacuteneles de acceso se consideraraacute elparaacutemetro ESR=13 la Tabla 10 muestra el valor AnchoESR4
Tabla 10 Relacioacuten AnchoESR
983105983150983139983144983151 983109983160983139983137983158983137983139983145983283983150
983131983149983133
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983109983123983122 983105983150983139983144983151983087983109983123983122
La Figura 4 muestra el valor de AnchoESR para las secciones de anaacutelisis
Figura 4 ESR para secciones de anaacutelisis
Para el disentildeo del sostenimiento de ambos tuacuteneles consideraremos el cuocienteAnchoESR=346 debido a que no existe una diferencia considerable con elvalor AnchoESR=292 y corresponde a un valor maacutes conservador
4 El valor de ESR asumido es para tuacuteneles de acceso que tienen importancia al ser un acceso
principal a la mina y que tiene al mismo tiempo una vida uacutetil prolongada Si parte de los tuacutenelesson para otros objetivos o tienen una vida uacutetil reducida se podraacute considerar otro valor de ESR
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Para el caacutelculo del sostenimiento se definiraacuten cinco grupos o clases decalidades de roca seguacuten el paraacutemetro Q de Barton la Tabla 11 muestra losintervalos considerados
Tabla 11 Rangos paraacutemetro Q
983107983148983137983155983141 983122983137983150983143983151 983121
983113 983089983088983100983121
983113983113 983089983100983121983100983089983088
983113983113983113 983088983086983089983100983121983100983089
983113983126 983088983086983088983089983100983121983100983088983086983089
983126 983088983086983088983088983092983100983121983100983088983086983088983089
A continuacioacuten se proponen el sostenimiento para las distintas clases decalidades de roca teniendo en cuenta que corresponden a lineamientos desoporte general los que deben ser revisados en terreno y verificar que seanadecuados a las condiciones que presenten las excavaciones durante suejecucioacuten
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611 Fortificacioacuten clase I
Figura 5 Fortificacioacuten propuesta para clase I
El concepto de perno puntual considera que los pernos se instalan en formaocasional seguacuten alguacuten requerimiento especiacutefico debido por ejemplo a lapresencia de una cuntildea la que se ubica dentro de una roca de muy alta calidadgeoteacutecnica
Figura 6 Esquema fortificacioacuten clase I
-Pernos puntuales lechadosa columna completa conplanchuela y tuerca de22mm largo 25m-30m
-Drenajes eventuales deacuerdo a sondaje de
exploracioacuten
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612 Fortificacioacuten clase II
Figura 7 Fortificacioacuten propuesta para clase tipo II
Figura 8 Esquema fortificacioacuten clase II
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 15plusmn05mMalla metaacutelica si fuese necesariopara control de bloques y cuntildeas
-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
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613 Fortificacioacuten clase III
Figura 9 Fortificacioacuten propuesta para clase III
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado15plusmn025m-Shotcrete de 50mm a 100mm deespesor con fibras o mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
Figura 10 Esquema fortificacioacuten clase III
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614 Fortificacioacuten clase IV
Figura 11 Fortificacioacuten propuesta para clase IV
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado125plusmn025m-Shotcrete de 100mm a 150mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo asonda e de ex loracioacuten
Figura 12 Esquema fortificacioacuten clase IV
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615 Fortificacioacuten clase V
Figura 13 Fortificacioacuten propuesta para clase V
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuela ytuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 10plusmn02m-Shotcrete de 150mm a 250mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Marcos metaacutelicos tipo TH o anillosde hormigoacuten armado separacioacuten15plusmn05m
Figura 14 Esquema fortificacioacuten clase V
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Para el caacutelculo del sostenimiento se definiraacuten cinco grupos o clases decalidades de roca seguacuten el paraacutemetro Q de Barton la Tabla 11 muestra losintervalos considerados
Tabla 11 Rangos paraacutemetro Q
983107983148983137983155983141 983122983137983150983143983151 983121
983113 983089983088983100983121
983113983113 983089983100983121983100983089983088
983113983113983113 983088983086983089983100983121983100983089
983113983126 983088983086983088983089983100983121983100983088983086983089
983126 983088983086983088983088983092983100983121983100983088983086983088983089
A continuacioacuten se proponen el sostenimiento para las distintas clases decalidades de roca teniendo en cuenta que corresponden a lineamientos desoporte general los que deben ser revisados en terreno y verificar que seanadecuados a las condiciones que presenten las excavaciones durante suejecucioacuten
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611 Fortificacioacuten clase I
Figura 5 Fortificacioacuten propuesta para clase I
El concepto de perno puntual considera que los pernos se instalan en formaocasional seguacuten alguacuten requerimiento especiacutefico debido por ejemplo a lapresencia de una cuntildea la que se ubica dentro de una roca de muy alta calidadgeoteacutecnica
Figura 6 Esquema fortificacioacuten clase I
-Pernos puntuales lechadosa columna completa conplanchuela y tuerca de22mm largo 25m-30m
-Drenajes eventuales deacuerdo a sondaje de
exploracioacuten
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612 Fortificacioacuten clase II
Figura 7 Fortificacioacuten propuesta para clase tipo II
Figura 8 Esquema fortificacioacuten clase II
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 15plusmn05mMalla metaacutelica si fuese necesariopara control de bloques y cuntildeas
-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
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613 Fortificacioacuten clase III
Figura 9 Fortificacioacuten propuesta para clase III
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado15plusmn025m-Shotcrete de 50mm a 100mm deespesor con fibras o mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
Figura 10 Esquema fortificacioacuten clase III
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614 Fortificacioacuten clase IV
Figura 11 Fortificacioacuten propuesta para clase IV
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado125plusmn025m-Shotcrete de 100mm a 150mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo asonda e de ex loracioacuten
Figura 12 Esquema fortificacioacuten clase IV
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615 Fortificacioacuten clase V
Figura 13 Fortificacioacuten propuesta para clase V
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuela ytuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 10plusmn02m-Shotcrete de 150mm a 250mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Marcos metaacutelicos tipo TH o anillosde hormigoacuten armado separacioacuten15plusmn05m
Figura 14 Esquema fortificacioacuten clase V
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611 Fortificacioacuten clase I
Figura 5 Fortificacioacuten propuesta para clase I
El concepto de perno puntual considera que los pernos se instalan en formaocasional seguacuten alguacuten requerimiento especiacutefico debido por ejemplo a lapresencia de una cuntildea la que se ubica dentro de una roca de muy alta calidadgeoteacutecnica
Figura 6 Esquema fortificacioacuten clase I
-Pernos puntuales lechadosa columna completa conplanchuela y tuerca de22mm largo 25m-30m
-Drenajes eventuales deacuerdo a sondaje de
exploracioacuten
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Figura 7 Fortificacioacuten propuesta para clase tipo II
Figura 8 Esquema fortificacioacuten clase II
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 15plusmn05mMalla metaacutelica si fuese necesariopara control de bloques y cuntildeas
-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
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613 Fortificacioacuten clase III
Figura 9 Fortificacioacuten propuesta para clase III
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado15plusmn025m-Shotcrete de 50mm a 100mm deespesor con fibras o mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
Figura 10 Esquema fortificacioacuten clase III
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614 Fortificacioacuten clase IV
Figura 11 Fortificacioacuten propuesta para clase IV
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado125plusmn025m-Shotcrete de 100mm a 150mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo asonda e de ex loracioacuten
Figura 12 Esquema fortificacioacuten clase IV
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615 Fortificacioacuten clase V
Figura 13 Fortificacioacuten propuesta para clase V
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuela ytuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 10plusmn02m-Shotcrete de 150mm a 250mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Marcos metaacutelicos tipo TH o anillosde hormigoacuten armado separacioacuten15plusmn05m
Figura 14 Esquema fortificacioacuten clase V
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612 Fortificacioacuten clase II
Figura 7 Fortificacioacuten propuesta para clase tipo II
Figura 8 Esquema fortificacioacuten clase II
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 15plusmn05mMalla metaacutelica si fuese necesariopara control de bloques y cuntildeas
-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
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613 Fortificacioacuten clase III
Figura 9 Fortificacioacuten propuesta para clase III
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado15plusmn025m-Shotcrete de 50mm a 100mm deespesor con fibras o mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
Figura 10 Esquema fortificacioacuten clase III
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614 Fortificacioacuten clase IV
Figura 11 Fortificacioacuten propuesta para clase IV
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado125plusmn025m-Shotcrete de 100mm a 150mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo asonda e de ex loracioacuten
Figura 12 Esquema fortificacioacuten clase IV
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615 Fortificacioacuten clase V
Figura 13 Fortificacioacuten propuesta para clase V
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuela ytuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 10plusmn02m-Shotcrete de 150mm a 250mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Marcos metaacutelicos tipo TH o anillosde hormigoacuten armado separacioacuten15plusmn05m
Figura 14 Esquema fortificacioacuten clase V
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613 Fortificacioacuten clase III
Figura 9 Fortificacioacuten propuesta para clase III
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado15plusmn025m-Shotcrete de 50mm a 100mm deespesor con fibras o mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo a
sondaje de exploracioacuten
Figura 10 Esquema fortificacioacuten clase III
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614 Fortificacioacuten clase IV
Figura 11 Fortificacioacuten propuesta para clase IV
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado125plusmn025m-Shotcrete de 100mm a 150mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo asonda e de ex loracioacuten
Figura 12 Esquema fortificacioacuten clase IV
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615 Fortificacioacuten clase V
Figura 13 Fortificacioacuten propuesta para clase V
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuela ytuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 10plusmn02m-Shotcrete de 150mm a 250mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Marcos metaacutelicos tipo TH o anillosde hormigoacuten armado separacioacuten15plusmn05m
Figura 14 Esquema fortificacioacuten clase V
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614 Fortificacioacuten clase IV
Figura 11 Fortificacioacuten propuesta para clase IV
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuelay tuerca de 22mm largo 25m-30m malla de empernado125plusmn025m-Shotcrete de 100mm a 150mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Drenajes eventuales de acuerdo asonda e de ex loracioacuten
Figura 12 Esquema fortificacioacuten clase IV
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615 Fortificacioacuten clase V
Figura 13 Fortificacioacuten propuesta para clase V
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuela ytuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 10plusmn02m-Shotcrete de 150mm a 250mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Marcos metaacutelicos tipo TH o anillosde hormigoacuten armado separacioacuten15plusmn05m
Figura 14 Esquema fortificacioacuten clase V
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615 Fortificacioacuten clase V
Figura 13 Fortificacioacuten propuesta para clase V
-Pernos sistemaacuteticos lechados acolumna completa con planchuela ytuerca de 22mm largo 25m-30mmalla de empernado 10plusmn02m-Shotcrete de 150mm a 250mm deespesor con fibras o doble mallaelectrosoldada-Marcos metaacutelicos tipo TH o anillosde hormigoacuten armado separacioacuten15plusmn05m
Figura 14 Esquema fortificacioacuten clase V
