CONTROL TOPOGRÁFICO EN OBRAS SUBTERRÁNEAScontrol topogrÁfico en obras subterrÁneas . procedimiento . cfe 10100-65 . diciembre 2013 . revisa y sustituye a la . ediciÓn de febrero

MÉXICO

CONTROL TOPOGRÁFICO EN OBRAS SUBTERRÁNEAS

PROCEDIMIENTO

CFE 10100-65

DICIEMBRE 2013 REVISA Y SUSTITUYE A LA EDICIÓN DE FEBRERO 2008

CONTROL TOPOGRÁFICO EN OBRAS SUBTERRÁNEAS PROCEDIMIENTO CFE 10100-65

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C O N T E N I D O

1 OBJETIVO _________________________________________________________________________ 1

2 CAMPO DE APLICACIÓN _____________________________________________________________ 1

3 NORMAS QUE APLICAN _____________________________________________________________ 1

4 DEFINICIONES ______________________________________________________________________ 1

4.1 Banco de Nivel (BN) _________________________________________________________________ 1

4.2 Cielo ______________________________________________________________________________ 1

4.3 Contrapozo ________________________________________________________________________ 1

4.4 Contratista _________________________________________________________________________ 1

4.5 Control Horizontal __________________________________________________________________ 1

4.6 Control Vertical _____________________________________________________________________ 1

4.7 Crucero ____________________________________________________________________________ 2

4.8 Emportalamiento ____________________________________________________________________ 2

4.9 Frente _____________________________________________________________________________ 2

4.10 Galerías de Drenaje __________________________________________________________________ 2

4.11 Galerías de inspección ______________________________________________________________ 2

4.12 Galerías de Inyección _______________________________________________________________ 2

4.13 Girasol ____________________________________________________________________________ 2

4.14 GPS _______________________________________________________________________________ 2

4.15 Nivelación Diferencial _______________________________________________________________ 2

4.16 Poligonal Cerrada ___________________________________________________________________ 2

4.17 Sección Tipo _______________________________________________________________________ 2

4.18 Socavón ___________________________________________________________________________ 3

4.19 Supervisión ________________________________________________________________________ 3

4.20 Tabla ______________________________________________________________________________ 3

4.21 Volcadura __________________________________________________________________________ 3

5 CARACTERISTÍSCAS Y CONDICIONES GENERALES _____________________________________ 3

5.1 Características Generales del Servicio _________________________________________________ 3

6 CONDICIONES DE OPERACIÓN _______________________________________________________ 4

6.1 Control Topográfico ___________________________________________________________________ 4

6.2 Propagación del Control _____________________________________________________________ 4

6.3 Sistema de Coordenadas _____________________________________________________________ 4


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6.4 Localización de Obras Subterráneas ___________________________________________________ 4

6.5 Emportalamiento ____________________________________________________________________ 5

6.6 Control de Rumbo en el Interior _______________________________________________________ 5

6.7 Instalación de un Tapón de Rumbo ____________________________________________________ 5

6.8 Control de Pendiente ________________________________________________________________ 6

6.9 Marcado del Frente __________________________________________________________________ 7

6.10 Marcado de Kilometraje ______________________________________________________________ 8

6.11 Seccionamiento _____________________________________________________________________ 9

6.12 Levantamiento de Detalles de la Zona de Emportalamiento _______________________________ 11

6.13 Trabajos de Verificación en el Interior del Tunel _________________________________________ 11

6.14 Control Topográfico para Comunicación de Dos o más Frentes ___________________________ 11

6.15 Control Topográfico para Galerías ___________________________________________________ 11

6.16 Control para la Apertura de un Contrapozo ____________________________________________ 11

6.17 Control Vertical ____________________________________________________________________ 11

6.18 Traslado del Control por el Interior del Contrapozo ______________________________________ 11

6.19 Validación del Rumbo ______________________________________________________________ 14

6.20 Aspectos Complementarios _________________________________________________________ 15

6.21 Edición de Planos __________________________________________________________________ 15

6.22 Elaboración de Informe _____________________________________________________________ 15

6.23 Uso de Bitácoras __________________________________________________________________ 16

7 CONDICIONES DE DESARROLLO SUSTENTABLE _______________________________________ 16

7.1 Aspectos Ambientales y de Seguridad ________________________________________________ 16

7.2 Flora _____________________________________________________________________________ 16

7.3 Fauna ____________________________________________________________________________ 17

8 CONDICIONES DE SEGURIDAD INDUSTRIAL __________________________________________ 17

9 BIBLIOGRAFIA ____________________________________________________________________ 17


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FIGURA 1 Detalle de instalación de los tapones de rumbo _______________________________________ 6

FIGURA 2 Detalle de instalación de los tapones de rumbo _______________________________________ 6

FIGURA 3 Vista en perspectiva de los tapones de control horizontal y vertica _______________________ 7

FIGURA 4 Marcado de la sección tipo en el frente _______________________________________________ 8

FIGURA 5 Pintado de kilometraje y puntos de interés __________________________________________ 9

FIGURA 6 Levantamiento de una sección por radiaciones y formato y utilizando para dibujo de

áreas __________________________________________________________________________ 10

FIGURA 7 Ubicación de los puntos giros, aux-1 _______________________________________________ 12

FIGURA 8 Infraestructura de un contrapozo __________________________________________________ 13

FIGURA 9 Obtención del azimut giros-aux.-1 __________________________________________________ 14

FIGURA 10 Obtención del azimut giros-plomada________________________________________________ 14


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1. OBJETIVO Definir y establecer las bases que rijan los trabajos o actividades de Topografía Subterránea, para obtener un alto grado de confiabilidad y en consecuencia un control que cumpla con los requisitos de calidad necesarios en sus diferentes etapas. 2. CAMPO DE APLICACIÓN Este procedimiento aplica a todos los trabajos o actividades de topografía subterránea que se realicen y/o supervisen por CFE y será de carácter obligatorio para quien realice esta actividad. 3. NORMAS QUE APLICAN

NORMA TÉCNICA PARA EL SISTEMA GEODÉSICO NACIONAL INEGI NORMA TÉCNICA DE ESTÁNDARES DE EXACTITUD POSICIONAL INEGI LEY DE OBRAS PÚBLICAS Y SERVICIOS RELACIONADOS CON LAS MISMAS REGLAMENTO DE LA LEY DE OBRAS PÚBLICAS Y SERVICIOS RELACIONADOS CON LAS MISMAS

4. DEFINICIONES 4.1 Banco de Nivel, (BN) Punto definido de carácter permanente cuya elevación es conocida y está referido a un plano de elevación. 4.2 Cielo Techo o parte superior de una obra subterránea. 4.3 Contrapozo Perforación que se realiza de cierto nivel del terreno hacia arriba casi siempre es de dimensiones reducidas y es común para ventilación, comunicación de diferentes niveles (galerías) o acceso a profundidad. 4.4 Contratista Persona física o moral, a quien se le asigna un contrato para desarrollar servicios, obras o proyectos de CFE. 4.5 Control Horizontal Poligonal (es) de apoyo que se establece (n) como base para el control topográfico en una zona, donde cada uno de sus vértices se le asignan valores X Y. 4.6 Control Vertical Puntos o vértices a los que se les asigna un valor en el eje Z y pueden también ser los mismos puntos de control horizontal de la zona, esta elevación estará siempre referida a un banco de nivel patrón.


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4.7 Crucero Obra subterránea de sección reducida que sirve por lo general para explorar la continuidad de una falla y/o comunicar dos o varios frentes. 4.8 Emportalamiento Excavación a cielo abierto en forma escalonada y descendente, con secciones de 2 a 3 metros de altura en cada banco, hasta lograr la pared requerida. 4.9 Frente Superficie delantera o de ataque a una obra de ingeniería. 4.10 Galerías de Drenaje Red de túneles que dependiendo de la magnitud de la obra puedan ser de sección grande o pequeña, a partir de esta red, se perforan barrenos para facilitar la continuidad del flujo de infiltraciones que logran pasar la pantalla impermeable, para luego conducirlas hacia aguas abajo de la cortina. 4.11 Galerías de Inspección Entrada subterránea usada para tener acceso al sitio de instrumentación de la cortina y vigilar su comportamiento estático. 4.12 Galerías de Inyección Es una red de túneles generalmente de sección reducida que sirven para la inyección de mezclas de cemento con las que se forma una pantalla impermeable en una obra. 4.13 Girasol Implemento topográfico que consta de un círculo de 60 a 80 cm de diámetro, de madera o acrílico, con marcas a cada 10 grados y sirve para que, combinado con mediciones de distancia, se puedan obtener los datos de cada una de las secciones de un túnel. 4.14 GPS Sistema Global de Posicionamiento por satélite. 4.15 Nivelación Diferencial Levantamiento topográfico mediante el cual se determinan las diferencias en elevaciones de una serie continúa de líneas horizontales cortas con lo que se relaciona la elevación del punto inicial y final. 4.16 Poligonal cerrada Levantamiento topográfico conformado por un conjunto de vértices cuyo inicio coincide con el final, se localiza dentro o fuera de la zona de estudio, cuenta con coordenadas conocidas y nomenclatura explicita y sirve para levantar los datos de campo. 4.17 Sección tipo Modelo de sección que en teoría, debe de seguir la excavación de un túnel.


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4.18 Socavón Túnel, abierto por medio de voladuras que parte de la superficie con una pendiente mínima, y por lo regular con una sección variable para exploración. 4.19 Supervisión Persona o área de CFE que se le designa para supervisar al contratista. 4.20 Tabla Término usado en topografía para referirse a cualquiera de los costados de los socavones, frentes y cruceros. 4.21 Voladura Detonación controlada de una carga de explosivos sobre terreno o interior de una obra subterránea. 5 CARACTERÍSTICAS Y CONDICIONES GENERALES 5.1 Características Generales del Servicio El servicio consiste en la obtención de datos y planos topográficos, que muestren las características del relieve del terreno, obtenidas a través de mediciones directas de campo con equipo electrónico, y elaboración de reporte o informe técnico de las actividades realizadas. Cuando en estas especificaciones se refiera a: La Comisión o CFE.- Se deberá entender que es la Comisión Federal de Electricidad. El Contratista.- Persona física o moral el cual mediante el contrato de obra respectivo se obliga a prestar el servicio ante La Comisión 5.1.1 Equipo y Materiales El contratista deberá aportar el equipo suficiente, apropiado y en buenas condiciones de operación para realización del trabajo con la calidad y oportunidad requerida. Todo equipo de medición que se use en el proyecto deberá contar con su certificado de calibración vigente y con trazabilidad respecto a un patrón con reconocimiento oficial. 5.1.1.1 Requerimientos técnicos del equipo

El equipo e instrumental destinado para las mediciones de campo serán: Taquímetros Electrónicos.- Con lecturas de ángulos de un segundo y exactitud mínima de seis segundos, así como +/-3 mm +2 ppm para la medición de distancias, invariablemente, se debe evidenciar su reporte de calibración vigente, especificando tipo de equipo, marca, modelo y características técnicas (precisión), además de evidenciar que las condiciones de uso y/o transporte del equipo sean las adecuadas para mantener su exactitud y aptitud de uso, además de considerar lo siguiente:

- preferentemente dejar el equipo que se adapte por un tiempo razonable a las condiciones del medio ambiente,

- no se debe hacer ningún ajuste, mientras se esté en período de medición, en caso necesario

éste se hará al inicio o al final de la jornada,

- el tripie deberá estar ajustado en sus componentes, de manera que asegure un buen apuntalamiento de sus patas con la base y los regatones de mismo, en caso de omisión de cualquiera de estos aspectos, podría ponerse en riesgo la continuidad de los trabajos.


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Sólo se podrán suplir los equipos descritos, por otros de mayor precisión ya que todas las características y especificaciones de equipo y materiales son enunciativas más no limitativas, por lo que se deberá describir lo referente a equipo, servicios y suministros para la completa y correcta ejecución de los trabajos. 6. CONDICIONES DE OPERACIÓN 6.1 Control Topográfico 6.1.1 Establecimiento de Vértices GPS Se debe de contar con un control topográfico primario referido al sistema cartográfico nacional vigente, para lo cual se establecerá una base para control topográfico de la zona de estudio, mediante un cuadrilátero o dos vértices como mínimo. Estos vértices se posicionarán con equipo GPS de primer orden, donde, el origen para la elevación será un Banco de Nivel establecido mediante la misma tecnología GPS y/o nivelaciones de segundo orden clase II, proporcionado y/o validado por la CFE. Estos vértices estarán referenciados a la Red Geodésica Nacional Activa (RGNA) del INSTITUTO NACIONAL DE ESTADÍSTICA Y GEOGRAFÍA (INEGI) o a algún vértice previamente instalado por la CFE. El posicionamiento se realizará con equipo de posicionamiento por satélite GPS de doble frecuencia, con el uso de la metodología DIFERENCIAL, modalidad ESTÁTICO, la cual consiste en captar señales de mínimo 4 satélites en cada vértice por un lapso de tiempo de recepción de 45 a 60 minutos en cada vértice y que los satélites conformen la mejor geometría (GDOP<4) para asegurar que los resultados que se obtengan, estén dentro de una exactitud centimétrica, los valores a obtener serán coordenadas geodésicas y coordenadas cartesianas en el sistema de proyecciones UTM, mismas que se convertirán a un sistema ortogonal para manejo TOPOGRÁFICO del proyecto. La exactitud mínima requerida será de 1: 50 000. El proceso de los datos crudos de los equipos receptores GPS se realizará con un programa de cómputo específico del equipo. 6.2 Propagación del Control Apoyados en los vértices de control topográfico primario, se extenderá éste por medio de poligonal topográfica de segundo orden, clase I, con vértices distribuidos de tal manera que cubran toda el área del sitio de estudio. La densificación de los puntos de apoyo, requeridos para cubrir el área, se hará con referencia a los vértices de control horizontal y vertical primario anteriormente descrito, su propagación se hará por medio de poligonales cerradas, realizando la medida de los ángulos en forma recíproca y simultánea, debiéndose leer un mínimo de dos series (directo e inverso). La medición de distancias en la propagación del control deberá realizarse por medios electrónicos y deberá efectuarse un mínimo de dos mediciones en ambos sentidos de la línea, promediando sus valores para obtener el valor definitivo. 6.3 Sistema de Coordenadas En la obra subterránea, el sistema de coordenadas será el mismo que sé este usando en el proyecto, considerando que éste tipo de obra es la continuación de una serie de estudios o trabajos previos. 6.4 Localización de Obras Subterráneas La localización de ésta estará de acuerdo a los fundamentos y necesidades de la exploración geológica en la zona o bien por las requeridas durante la construcción de la obra de ingeniería civil.


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En ambos casos al contratista se le entregaran los planos necesarios, para la excavación que contenga el cuadro de construcción con las coordenadas, para la localización de socavones de exploración, pozos de oscilación, contrapozos, rampas y galerías; Así como la sección tipo, pendiente y los valores de curvas horizontales de estar proyectadas.

6.5 Emportalamiento Partiendo de las mojoneras establecidas en el área de emportalamiento del socavón y conociendo los valores de proyecto de la ubicación del 0+000, se procede a su localización física, para la cual inicialmente se ubicará un trompo sobre el terreno, con lo que se iniciará el despejado del área y retiro del material suelto por el personal correspondiente. Conjuntamente se marcarán con dos o más trompos hacia delante y uno hacia atrás, el alineamiento que deberá seguir la obra de acuerdo a los datos de proyecto. Una vez removido el material superficial, se marcará sobre la roca con pintura de esmalte el eje de proyecto y la sección tipo, tantas veces como sea necesario derivado por las voladuras hasta concluir el portal de entrada. Terminado el emportalamiento y apoyados en la mojonera, inicial se dejará una marca definitiva y visible sobre la parte superior de la sección tipo, que para entonces estará ya formada sobre el macizo rocoso. Es recomendable en estos momentos realizar un levantamiento de verificación tanto de la posición de las mojoneras de apoyo, como del alineamiento programado. 6.6 Control de Rumbo en el Interior Con apoyo en la mojonera base se ubicará el 0+000 como inicio, y a partir de éste, se ubicaran a cada 5 metros los tapones de rumbo preferentemente en kilometrajes cerrados que consistirán en un trozo de madera, circular de 5-6 cm de diámetro por 20-25 cm de longitud, con punta en un extremo, para introducirlo +/- 10 cm sobre un barreno perforado en el cielo en forma inclinada y con dirección al eje, dejando los otros 10 cm para ajustar el kilometraje cerrado; una vez logrado esto, se pondrá una pija o grapa en la cara saliente cuidando que obligue a la plomada una vez colgada, quedar por su propio peso en una posición única y en el rumbo de alineamiento de la obra. Colocando los tapones a cada 5 metros, se tendrá la opción a desechar él o los tapones que llegasen a moverse, por la fuerza de la explosión o golpe de rezaga; aunque las posibilidades de ello son muy pocas, debido a que al momento de hacer el barreno por lo regular se forma un escalón en el cielo que favorece su protección; Aun así es necesario verificar su macicez antes de hacer uso del mismo. Estos tapones de rumbo se irán ubicando en función al avance de la excavación y hasta su conclusión ya que él último y penúltimo en el kilometraje ascendente, serán usados para marcar la sección tipo en el frente. 6.7 Instalación de un tapón de rumbo El procedimiento de campo para la ubicación de estos tapones es primero marcar con pintura sobre el cielo, el punto a perforar, definiendo previamente su kilometraje; una vez abierto el orificio se introduce el trompo; si la perforación se realizó exactamente en el lugar marcado o trompo con pata; si la barrena sufrió algún desplazamiento, esto debido al grado de dificultad que se presenta para perforar ésta clase de barrenos inclinados, en cuyo caso se tendrá cuidado en que la pata quede orientada en sentido contrario a la desviación, para que el alineamiento quede dentro de los límites de la pata del tapón. (fig. 1 y 2).


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FIGURA 1.- Detalle de Instalación de los Tapones de Rumbo.

FIGURA 2.- Detalle de Instalación de los Tapones de Rumbo.

6.8 Control de pendiente Tomando como base la mojonera de inicio portal de entrada; en forma simultánea a la instalación de los tapones de rumbo se llevará el control de pendiente, colocando niveles en las tablas del socavón por medio de los tapones, ubicados en forma perpendicular al eje de proyecto y en el mismo kilometraje de cada tapón de rumbo, con lo que se logra que queden paralelos al nivel de piso; esto da la posibilidad de que después de la instalación de los tapones de rumbo y pendiente se tenga la opción de tender hilos de nivel, de una tabla a otra y con la intersección del hilo que pende del tapón de rumbo; pueden ser usados éstos para proyectar el eje de proyecto al frente prescindiendo momentáneamente del equipo topográfico y disminuyendo la estancia de la brigada por tiempos prolongados en el interior de la excavación, facilitando así las actividades propias dentro del túnel, haciendo énfasis que esto podrá hacerse exclusivamente en tangentes prolongadas y no por más de una tronada. Los trompos de rumbo y pendiente subsecuentes deberán ponerse en forma equidistante cada 5 metros hasta la necesidad de marcar alguna deflexión, curva horizontal o finalizar la excavación.


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FIGURA 3.- Vista en Perspectiva de los Tapones de control Horizontal y Vertical 6.9 Marcado del frente Inmediatamente después de cada voladura y una vez rezagado el material derivado de dicha voladura, se marcará nuevamente la sección en el frente, lo cual sé realiza de la siguiente manera; apoyados en los tapones de rumbo se propaga el alineamiento y se marca en el frente una línea vertical que determina su centro, de igual manera se traza una línea perpendicular a la anterior que determina el eje horizontal del túnel, esto equivale a la propagación de la pendiente según las elevaciones de proyecto.

A partir de la intersección de estos dos ejes, se marca con cinta, el radio especificado por el diseño de la sección tipo, quedando pintada únicamente la parte superior de la misma. Por último; para marcar el complemento en la parte inferior, se suspende una plomada a partir de la intersección para medir sobre ésta la elevación de piso de proyecto y finalizar marcando a partir de ésta, las distancias hacia ambas tablas. Ésta operación se repetirá después de cada voladura efectuada y hasta el final del túnel.


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FIGURA 4.- Marcado de la Sección Tipo en el Frente

6.10 Marcado de Kilometraje Conforme avance la excavación y en forma paralela a los trabajos inherentes a ésta, se realizará el pintado del kilometraje de ambas tablas de la obra subterránea; éste será con una franja horizontal de 10 cm de ancho, de preferencia color blanco, remarcando en el centro otra de dos cm de ancho color rojo a la misma altura del eje de proyecto; iniciando en el 0+000 hasta el final, sobre la que se marcarán líneas perpendiculares de color rojo que indicarán los kilometrajes a cada metro, haciendo notar los valores de cada cinco, con cuadros de 10 x 15 cm, con éstos kilometrajes en cada tabla se podrán referenciar:

- control de avance diario,

- puntos de interés para el levantamiento geológico así como zonas inestables,

- levantamiento de secciones.


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FIGURA 5.- Pintado de kilometraje y puntos de interés. 6.11 Seccionamiento Existen varios métodos para el levantamiento de secciones dentro de una obra exploratoria, a continuación se plantean tres opciones, que son las más idóneas y de las que se podrá elegir la que por razones técnicas y/o financieras se adapte más a la obra.

a) Medición automática con perfilómetro para tratamiento y evaluación de perfiles por computadora.

b) Seccionamiento en tres dimensiones con taquímetro electrónico (estación total).

c) Seccionamiento por radiaciones. d) Levantamiento por medio de Escáner Láser de alta definición (HDS)

A. Con apoyo del avanzado sistema electrónico de medición llamado perfilómetro (AMTProfiler 3000, Awberg Measuring Technique) es posible el levantamiento automático de perfiles mediante la medida de distancias con rayo láser infrarrojo sin reflector, combinado a un sistema de rotación de dos ejes, horizontal y vertical que permite el levantamiento de perfiles tanto en dos como en tres dimensiones.


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Cuenta con un sistema de flujo de datos automatizado a lo largo de todo el proceso; desde las mediciones de campo pasando por la evaluación de secciones en gabinete, hasta su posterior proceso con programas de dibujo (CAD) Asistido por computadora para finalmente obtener cálculos de distancias, áreas y volúmenes entre los perfiles medidos y el teórico (sección tipo), además, permite una comparación gráfica entre los mismos.

B. Por medio de los programas integrados en el taquímetro electrónico (estación total con opción a medir sin

prisma), es posible determinar las coordenadas de un plano perpendicular, tomando como base la medición de dos puntos sobre el mismo plano, por lo que resulta fácil la medición de cualquier punto donde el prisma (reflector) no puede colocarse, para ello se realiza el levantamiento automático de perfiles mediante la medida de distancias con rayo láser infrarrojo sin reflector obteniendo directamente los valores X Y y Z de ese punto.

C. Apoyados en el kilometraje marcado en las tablas, se realiza el levantamiento topográfico de detalle

mediante el seccionamiento a cada metro con la ayuda de un girasol; se coloca en forma perpendicular al eje, de preferencia a la altura de proyecto del mismo, auxiliados con una cinta o un medidor electrónico de distancias (sin reflector) se toman los detalles respectivos en el cielo, tablas y piso, anotando dirección (ángulo leído en el girasol) y distancia; con estos datos se forman y dibujan cada una de las secciones para posteriormente compararlas con la sección tipo donde se determina las áreas: excavada, sobre-excavada y por excavar; esto último, si el proyecto civil lo requiere, finalmente se obtiene el volumen total de excavación.

D. Por medio del Escáner Láser se realiza el levantamiento topográfico de las obras subterráneas a través de un barrido, obteniendo como resultado una nube de puntos con coordenadas en tres dimensiones, a partir de las cuales se obtienen seccionamientos, perfiles, cálculo de volúmenes y modelados en tres dimensiones. La ventaja de este tipo de equipos es la rapidez y mayor detalle del levantamiento.

FIGURA 6.- Levantamiento de una Sección por Radiaciones y Formato usado para Dibujo y Cálculo de Áreas.


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6.12 Levantamiento de detalle de la zona de emportalamiento Se realizará como actividad complementaria para la evaluación volúmenes de excavación y actualización de los planos topográficos de la zona, esto se realizará con apego a los levantamientos para configuración topográfica. 6.13 Trabajos de Verificación en el Interior del Túnel A medida que avanza la excavación del túnel, será necesario la verificación; ésta puede hacerse después de 10 a 15 metros de avance, donde se ratifica tanto el rumbo como la pendiente, mediante una poligonal cerrada por su interior, así como una nivelación diferencial de ida y regreso, actividades que permitirán detectar resultados para una satisfactoria continuidad de los trabajos y/o corrección inmediata de posibles desviaciones. Los apoyos necesarios para la poligonal podrán ser los mismos tapones de rumbo o se podrán anclar varillas cuya altura máxima quede 5 cm abajo del nivel del piso terminado en cuyo caso los tapones de rumbo y/o pendiente servirán de referencia para su fácil localización. Así mismo para la nivelación podrán colocarse puntos de liga (PL) sobre las tablas a una altura conveniente, dejando bancos de nivel sobre varillas empotradas de tal forma, que no interfieran con el tránsito del equipo de rezaga. 6.14 Control Topográfico para Comunicación de dos o más frentes Cuando por necesidades del proyecto se deba controlar la excavación de un túnel que va a estar comunicado por dos o más frentes se deberá tener especial cuidado de establecer un control topográfico de primer orden, por medio de poligonales cerradas y circuitos de nivelación diferencial dejando en cada uno de los frentes dos mojoneras de apoyo. Además, entre más próxima esté la comunicación, mayor será el cuidado del marcado de la sección en el frente, así como verificación de rumbo y pendiente en ambos sentidos de avance. 6.15 Control Topográfico para Galerías Generalmente las galerías de inyección, drenaje e inspección, se encuentran en la zona de cortina tratándose de Proyectos Hidroeléctricos. El control que se lleva a cabo para su excavación, es similar en términos generales a los que se siguen para un túnel o socavón, a diferencia que en las galerías por ser túneles localizados a distintos niveles, para no interferir en los trabajos de construcción de la cortina, el control topográfico sé realiza por el interior de un contrapozo. 6.16 Control para la Apertura de un Contrapozo Partiendo de los puntos de apoyo previamente establecidos para cada uno de los niveles, se procede a la ubicación en campo del contrapozo marcando dos puntos con los mismos valores de coordenadas; uno en el nivel superior y otro en el nivel inferior, estos puntos determinan el inicio y final respectivamente del barreno piloto, la perforación de éste se lleva a cabo en forma vertical y descendente. Una vez concluido se determina su desviación, misma que conserva el contrapozo después del rimado ya que generalmente se efectúa en forma ascendente. Una vez terminado el rimado el contrapozo se utiliza para propagar el control topográfico a otras galerías por excavar, para lo cual existen dos caminos:

a) Plomada óptica de alta precisión cenit-nadir, donde a través de un rayo láser visible es posible bajar o subir puntos de control hasta distancias de 300 metros; si es éste el caso se procederá al traslado del control por el Interior de un contrapozo.

b) Se procede a colocar una polea en el brocal del contrapozo de donde penderá una plomada sujeta

a un cable de acero de 1/16” de diámetro a la que se le dan valores en X, Y apoyados en los puntos del control principal.


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Teóricamente las coordenadas asignadas para la plomada, se deben de conservar en todo lo largo del cable; siempre y cuando no tenga él más mínimo contacto con las instalaciones propias para transitar por el pozo como pueden ser: Calesa de servicio, guías de deslizamiento de la misma, cables de energía eléctrica, ductos de agua, aire, cable de timbre o escalera de emergencia, además de tomar en consideración la desviación normal que durante la construcción tiene el pozo.

Considerando la profundidad de un contrapozo, es imposible visualizar si existe contacto que obstruya la verticalidad de la plomada, por lo que para comprobarlo primeramente es estabilizarla; para ello se sumerge en un recipiente con aceite, para después, estando en la galería del nivel superior enviar un correo a través del cable. Éste consiste en una rondana de plástico (Nylamid), de 3 a 5 cm de diámetro, ranurada para poderla insertar en el cable, con un orificio central de 1 cm, si éste correo logra desplazarse por todo el cable por su propio peso hasta salir por el otro extremo; es indicio de que la plomada esta libre de obstrucciones, de lo contrario habrá que mover la posición de la polea que sostiene el cable y repetir el envío del correo hasta que se tenga la certeza de que se encuentre libre de obstrucciones. Se hace hincapié en que la falta de verticalidad del cable, trae como consecuencia errores fatales en la propagación de control topográfico durante la excavación de galerías. 6.17 Control Vertical Se trasladará la elevación hasta un banco de nivel establecido en el brocal del contrapozo, mediante una nivelación diferencial de ida y regreso que invariablemente tendrá su origen en un banco del control primario. 6.18 Traslado del Control por el Interior del Contrapozo Partiendo del BN ubicado en el brocal del contrapozo y auxiliándose de la calesa de servicio y una cinta métrica metálica o fibra de vidrio, se marca la elevación de piso y eje de la galería de acuerdo a los datos de construcción. Posteriormente con apoyo de una brújula previamente declinada al rumbo deducido de las coordenadas del proyecto, se marca la sección; continuando con éste mismo método de marcado, hasta tener un avance de tres o cuatro metros en la galería. Ya en este espacio de avance se colocará el primer trompo de control de rumbo, este trompo deberá estar oculto dentro del barreno, con la finalidad de protegerlo de la intensidad de las voladuras en espacio casi cerrado.

FIGURA 7.- Ubicación de los Puntos Giros, Aux. – 1


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FIGURA 8.- Infraestructura de un Contrapozo

Es recomendable no variar la nomenclatura que se maneja para los puntos iniciales, considerando que existen galerías en ambas márgenes, con el mismo valor en elevación y en distintos niveles. A este primer tapón de rumbo se la llamará Giros NM, donde, N será el nivel que corresponde y M la margen que puede ser izquierda o derecha. Paralelamente a la ubicación de Giros se ubicara otro punto (trompo) auxiliar sobre la pared opuesta a la excavación que se le denomina “Aux1” NM (ÍDEM) el cual deberá ser ínter visible con Giros. Una vez ubicados estos dos puntos, se hace estación en Giros y visando a Aux1, se hace una orientación astronómica con el Giróscopo; una vez determinado el norte Geográfico, se procede a tomar lectura del círculo horizontal del equipo utilizado, el cual se resta de 360º para obtener así el azimut de la línea Giros - Aux1 Fig. 9. Se deberá tener especial cuidado en el manejo del azimut ya que como se menciona en el párrafo anterior el azimut que se determina con el Giróscopo es Geográfico y generalmente no corresponde al deducido del sistema de coordenadas empleado en construcción, por lo que para establecer una constante de igualdad se recomienda hacer previamente entre la línea Giros - Aux1, una o dos orientaciones con Giróscopo en superficie, y en puntos conocidos para determinar esta diferencia y poderla aplicar sin problema alguno. Una vez definido el azimut de la línea Giros - Aux1 estacionado y visado en estos mismos puntos se procede a medir el ángulo horizontal entre esta línea y la plomada que aun estando estabilizada en el recipiente con aceite el cable tiene oscilaciones, debido a la altura y corriente del aire, para lo cual se procede a medir el ángulo mínimo y máximo


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de oscilación para sacar una media aritmética que será el ángulo horizontal buscado. Este ángulo será sumado al acimut de la línea Giros - Aux1 para obtener finalmente el azimut giros-plomada (fig. 9 y 10). Contando ya con el azimut giros-plomada, auxiliados de una cinta se mide la distancia horizontal entre estos mismos puntos; Considerando que se tiene azimut y distancia entre Giros - Plomada y las coordenadas de la Plomada se calculan las proyecciones en X Y, para sumarlos algebraicamente a los valores de Plomada, obteniéndose así las coordenadas del vértice Giros, posteriormente por diferencia de éstas se determina el rumbo y se compara con el de proyecto, ubicando tan pronto sea posible de acuerdo al avance los trompos con el rumbo correcto y valores X Y, subsecuentes.

FIGURA 9 - Obtención del azimut giros-aux.1

FIGURA 10 - Obtención del azimut giros-plomada

6.19 Validación del rumbo Para la validación del rumbo teniendo un avance de excavación entre 5 y 8 metros, se realizará mediante una segunda orientación, entre Giros y el trompo de rumbo más cercano al frente a cuyo resultado habrá que aplicarle la constante entre azimut geográfico y local para con esta corrección darle nuevamente coordenadas al punto elegido para esta operación. Si la diferencia para este punto, entre las coordenadas iniciales y las obtenidas con base en la nueva orientación, es mayor a 3 cm se efectúa una tercera orientación y se hacen los ajustes necesarios para la correcta orientación de la galería.


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Una vez concluida la excavación de una galería, se liga este levantamiento al control base que se localiza en la margen opuesta, se ligará por medio de una poligonal cerrada donde se toquen nuevamente las deflexiones o puntos de interés para el proyecto civil. Estas coordenadas de liga finales son las que se reportan y se documentan en expedientes o informes como definitivas. 6.20 Aspectos complementarios En el interior de un túnel cuando las distancias sean pequeñas (1 a 10 m) se miden con cinta, de lo contrario deberá usarse taquímetro electrónico (estación total) o distanciómetro electrónico. La medida de ángulos deberá ser con aparatos de 1 a 6” de aproximación angular y a la derecha, haciendo un mínimo de 3 series al igual que los verticales para cada punto. Se deberá usar preferentemente cintas métricas de acero o fibra de vidrio. Se elegirá una libreta de campo para cada una de las diferentes actividades como control superficial, subterráneo, nivelación, seccionamiento. 6.21 Edición de Planos Concluidos los trabajos de campo en la obra subterránea o bien durante la excavación de la misma, serán editados los planos de planta y secciones a cada metro o dos metros según las necesidades de las áreas solicitantes. El plano de planta será el general de la obra donde se proyectará la ubicación del túnel y las secciones se elaborarán conforme al ejemplo que muestra la figura 6, incluyendo la información que ahí se menciona; así como incluir una tabla en Excel del cálculo de áreas y volúmenes, mismos que se entregarán impresos y acompañados de su respectivo respaldo en medio electrónico. 6.22 Elaboración de informe Al concluir los trabajos topográficos de campo y gabinete, se procederá a realizar un informe de los resultados alcanzados, el cual estará conformado, al menos, por las siguientes partes: portada, autor(es), contenido, introducción, objetivo, localización, actividades realizadas, conclusiones y recomendaciones, y anexos, a continuación se describen:

a) Portada.- Carátula del reporte topográfico, según características solicitadas y definidas por CFE. Incluye título del trabajo realizado.

b) Autor(es).- Esta parte deberá contener: nombre y logotipo de la empresa que realizó el estudio

topográfico, nombre de autor(es) de la elaboración y edición del informe topográfico, nombres del personal técnico que intervino en el mismo, nombre de responsables de revisión y aprobación de éste y fechas de ejecución del estudio y edición del informe.

c) Contenido.- Tabla en la cual se expresarán los capítulos y sub-capítulos del cuerpo del informe

topográfico con indicación del número de página respectivo.

d) Introducción.- Descripción y antecedentes de la ejecución del estudio, donde se consigne el historial técnico-topográfico del proyecto.

e) Objetivo.- Concepto en el cual se deberá plasmar en forma breve y sencilla la finalidad y alcance

de los trabajos realizados en el proyecto.

f) Localización.- Descripción de la ubicación cartográfica y croquis, donde se indique la ubicación del proyecto, preferentemente con coordenadas y norte geográfico, además de la descripción del


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acceso desde los principales poblados o vías de comunicación, así como las referencias connotadas que permitan su fácil localización.

g) Actividades realizadas.- Capítulo donde se indicará en forma detallada cada una de las

actividades desarrolladas en campo que incluirá la normatividad aplicada, la metodología empleada, tolerancias o exactitudes alcanzadas; así como el sistema de coordenadas utilizado, descripción de vértices y bancos de nivel para control horizontal y vertical de referencia; tipo de referencias físicas encontradas o construidas, características técnicas del equipo utilizado, tanto de campo, como de proceso y dibujo, relación de la información técnica obtenida en campo y tipo de proceso utilizado para llegar a la información final (coordenadas y elevaciones) básica para la elaboración del dibujo, así mismo se incluirá información relativa al volumen de obra ejecutado. Este capítulo puede tener tantos sub-capítulos como tipos de levantamiento se hayan efectuado, con la respectiva descripción de cada uno de ellos y el apoyo gráfico necesario.

h) Conclusiones y recomendaciones.- Comentarios finales donde se describe el cumplimiento del

objetivo del trabajo realizado y se hace énfasis en los resultados encontrados, así como las recomendaciones y trato que debe dárseles a los resultados, en su caso.

i) Anexos.- Esta parte del informe se integrará con la memoria de cálculo, las gráficas y cuadros o

tablas de coordenadas del control topográfico horizontal y vertical, donde se especifique el sistema de coordenadas utilizado durante los trabajos; también se integrará un álbum fotográfico del equipo usado, y panorámicas del proyecto.

Tanto el informe como los planos se deben entregar en formato electrónico e impresos en papel.

6.23 Uso de la Bitácora El uso de la Bitácora debe ser obligatorio y llevarse en forma electrónica, cumpliendo así con lo establecido en los artículos correspondientes del Reglamento de la Ley de Obra Pública y Servicios relacionados con la misma 7 CONDICIONES DE DESARROLLO SUSTENTABLE 7.1 Aspectos Ambientales y de Seguridad 7.1.1 Manejo de Residuos Los residuos sólidos (basura) generados durante el proceso de los levantamientos de campo, deben colectarse y trasladarse diariamente en bolsas o costales al centro de acopio previamente establecido en la zona de estudio para su disposición, donde la autoridad local competente lo destine. Bajo ninguna circunstancia se debe considerar la quema o el abandono de éstos en el sitio. Se debe minimizar la utilización de pinturas en aerosol y se recomienda la utilización de baterías recargables para reducir al mínimo la generación de residuos peligrosos. Los residuos peligrosos que se generen, deben colectarse y trasladarse al almacén temporal de residuos peligrosos en la zona de estudio para su disposición, donde la autoridad competente lo destine.” 7.1.2 Flora Durante el desarrollo de los trabajos se deberá tener especial cuidado y respetar la vegetación original, bajo ninguna circunstancia se podrán derribar árboles o vegetación original, considerando exclusivamente la poda selectiva. De ser necesaria la utilización de estacas durante el desarrollo de los trabajos, éstas deberán ser prefabricadas y obtenidas en madererías autorizadas, para evitar obtenerlas de la vegetación existente en la zona. Los residuos orgánicos generados de la poda selectiva, deben ser trozados y esparcidos en la superficie del terreno preferentemente donde se realicen las actividades, con el fin de que estos elementos se incorporen al suelo a través de su proceso natural de biodegradación.


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Queda prohibido incinerar la maleza así como la utilización de herbicidas durante los trabajos en la zona de estudio. 7.1.3 Fauna La poda selectiva debe realizarse de manera paulatina, conforme se vaya requiriendo, permitiendo con ello, el desplazamiento de las especies de fauna que se distribuyen en el área donde se realizarán los estudios. Debe evitarse el hacer daño a toda especie animal que se encuentre en la zona de estudio, hay que tener presente que aún la fauna más peligrosa, se ahuyenta con la presencia humana, entendiéndose con esto que queda prohibido capturar, perseguir, cazar, colectar, traficar, extraer o cualquier otra afectación derivada de actividades de campo, sobre especies de fauna silvestre.” 8 CONDICIONES DE SEGURIDAD INDUSTRIAL Durante la ejecución de los trabajos de campo, el jefe de frente de topografía o el Contratista tiene la obligación de cumplir con las condiciones de seguridad mínimas requeridas, para el desarrollo de estos trabajos, invariablemente contar en el sitio con un botiquín de primeros auxilios, acorde a las necesidades de la zona. Así como proporcionar y obligar a los trabajadores el uso de guantes, cascos, botas de trabajo, mascarillas para la protección de gases producto de las voladuras y rezagador y en general todas las herramientas y equipo de seguridad acordes al Reglamento Federal de Seguridad, Higiene y Medio Ambiente de Trabajo, Normas Oficiales Mexicanas y las solicitadas por CFE. 9 BIBLIOGRAFÍA [1] The GPS Manual Principles and Applications by Steve Dye UIT Dr. Frank Baylin (First Edition-Febraury

1997)

[2] Topografía de Obras - Ignacio de Corral Manuel de Villena

[3] Tratamiento de Errores en levantamientos topográficos – Ing. Mario Alberto Reyes Ibarra- Ing. Antonio Hernández Navarro - INEGI – (Primera edición Junio 2002)

[4] GPS Satellite Surveying – Alfred Leick – Department of Surveying Engineering University of Maine -

Orono, Maine [5] CFE. Procedimiento General para la Elaboración, Revisión o Cancelación de Documentos Normalizados

(CFE L0000-51). Enero 2006. México [6] A. Bannister y S. Raymond, Técnicas Modernas en Topografía, 1994, México [7] CFE-CT-PA-003 Criterio Técnico para la Protección del Ambiente durante la ejecución

de Estudios de Campo para proyectos de CFE.

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CONTROL TOPOGRÁFICO EN OBRAS SUBTERRÁNEAScontrol topogrÁfico en obras subterrÁneas . procedimiento . cfe 10100-65 . diciembre 2013 . revisa y sustituye a la . ediciÓn de febrero