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8/18/2019 Diseño de Minas. Tuneles
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DISEÑO DE TUNELES
8/18/2019 Diseño de Minas. Tuneles
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1. Definición2. Factores que condicionan la elección del método
de construcción.3. Principales métodos de construcción – Sistema
Rozadoras - uneladoras!. Sistemas de a"ance c#clico mecanizado con
perforación $ "oladura%. &sta'ilidad de un t(nel
). *etodolo+#a de construcción,. &ca"ación /iclo de minado de un t(nel0.. Sostenimiento. *étodos de perforación $ "oladura de t(neles.
/4&45D
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DEFINICION DE TUNEL:
Espacio Subterráneo abierto
artifcialmente para establecer unacomunicación a travs !el monte"por !eba#o !e un r$o u otroobstáculo%
1.- DEFINICIÓN
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&% E'C()(CION: (ctivi!a! por elcual se reali*an aberturassubterráneas orienta!as a unfn espec$fco%
+% ,EC(NIS,O DE DEFO-,(CIONEN L(S E'C()(CIONES: (le.cavar se pro!ucen vac$os enel interior !el maci*o rocosoalteran!o su esta!o ori/inal!án!ose una re!istribución !e
es0uer*os alre!e!or !e laabertura%
1.- DEFINICIÓN
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El Proyecto de construcción de un túnel deacceso debe predecir de la forma msprecisa posible el comportamiento del
terreno para un determinado m!todo deconstrucción"
El m!todo de construcción debe ser
su#cientementeadaptado a la realidad del terreno$ para %ueel túnel se construya de forma se&ura y sin'sorpresas( económicas )ries&o &eot!cnico*"
2.- FACTORES QUE CONDICIONAN EL MÈTODO DE CONSTRUCCIÓN
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Un túnel puede ser construido mediante+arios m!todos de construcción$ pero sólouno proporcionar el mayor &rado dese&uridad a menor costo"
El proyecto de un túnel termina una +e, %uesu construcción )e-ca+ación . sostenimiento*se /a #nali,ado"
No se puede dise0ar un túnel si no sedetermina su funcionalidad1 ya %ue !sta
determinar su re+estimiento$ acabados e
2.- FACTORES QUE CONDICIONAN EL MÈTODO DE CONSTRUCCIÓN
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2"3 P4IN5IP6LES 78TODOS DE5ONST4U55I9N DE T:NELES
Sistema de a+ance c;clico porperforación y +oladura $ manteniendo lasoperaciones en sus respecti+assecuencias $ perforación $ +oladura$limpie,a y acarreo"
Sistemas de a+ance continuo $eliminando el empleo de e-plosi+os" Tiene &ran importancia $ desde laaparición de ma%uinas %ue a+an,an por
si mismas en la roca$ re+olucionando
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Sistemas de a"ance continuo - *aquinas rozadoras
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Excavación con roa!ora"
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)enta#as !e la e.cavación mecánica con
ro*a!ora
1 -en!imiento a!ecua!o para la !istanciaentre puntos !e
ata2ue 3&45 metros6mes7% Son 0actibles enterrenos me!ios%
1 E.celente control !e vibraciones%
1 E.celente control !imensional !e lae.cavación%
1 Su a!opción en terrenos 0uertemente
estratifca!os minimi*a
Sistemas !e avance continuo 8,a2uinas ro*a!oras
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Sistemas de a+ance continuo 3 Tuneladoras
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Inicio de construcción de túnel
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Sistemas !e avance continuo 8Tunela!oras)enta#as !e la e.cavación mecánicacon Tunela!oras
1 Se 9a lo/ra!o ren!imientos !eapro.% metros
por !$a%
1 (ctualmente se está en con!iciones!e po!er
e.cavar a plena sección en cual2uier
tipo !e rocapor mu; !ura 2ue esta sea
1 E.celente control !imensional !e lae.cavación%
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="3 Sistemas de a+ance c;clico mecani,ado cony +oladura
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&F&/ D& 67 &8/797/5:4&4 &6 /7*P D& &4S54&S
*ientras no se altere lacontinuidad de la masa
rocosa; esta se mantendr
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&F&/ D& 67 &8/797/5:4&4 &6 /7*P D& &4S54&S
7l practicarse una eca"ación;se altera el equili'rio pre-eistente = las tensiones decampo son o'li+adas aRedistri'uirse al rededor de laeca"ación; tal como semuestra en la fi+ura.
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C(US(S DEL
F-(CTU-(,IENTO = L(DEFO-,(CI>N:
8 ?er0oración ;
)ola!ura 3E0ectorompe!or7 8 Car/as
/ravitacionales
3?eso !e la roca7 8 Filtración !ea/ua 3Lava!o !elrelleno !e las
aberturas7
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El concepto !e estabili!a! en un t@nelimplica 2ue la e.cavación tiene 2uepreservar su 0orma" !imensiones ;permanecer !urante un perio!o !e
tiempo !efni!o en con!iciones !eplena operativi!a!%
Se consi!era entonces 2ue la
e.cavación es estable cuan!o" !urantesu uso" su peri0eria 3con o sinsostenimiento7 está su#eta a menores!espla*amientos 2ue los permiti!os
por motivos naturales%
4%8 EST(AILID(D DE UN TUNEL
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El si/nifca!o !e inestabili!a! está
por tanto $ntimamente relaciona!ocon el uso !e la e.cavación" !e talmanera 2ue en e.cavaciones 2uevan !e tener una corta vi!a 3como
al/unos 0rentes !e e.plotación enminer$a7 no es trascen!ente 2uee.ista una completa estabili!a!!espus !e un per$o!o corto !e!uración%
?ero en una e.cavación para una
central 9i!roelctrica o un t@nel
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ipos de rotura en diferentes macizos rocosos 'a>o diferentesni"eles de tensión. ?oe@ et al. 1%0
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ALTOS NI#ELES DE TENSIÓN
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En $"%a i&a'$n "$ o("$rva !$ co)or ro*o In$"%a(i)i!a! !$ rocaco)or a+) A)%o" niv$)$" !$ %$n"ión , co)or a&ari))o "$ &+$"%raca!a" !$ roca".
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C)a"iicación !$) &acio roco"o
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6>4ONTON67IENTO DE TUNEL"3
El afrontonamiento se reali,a en la entradadel túnel mediante m!todos de e-ca+ación ensuper#cie considerando una secuencia de
arriba /acia aba?o lo %ue permitir ir de?andolos diferentes ni+eles sostenidos en loreferente al talud$ utili,ando ancla?es)marc/a+antes* y concreto rociado )s/otcrete*
u otros elementos de protección ysostenimiento necesarios"
B%8,eto!olo/$a !eConstrucción
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Se colocara los elementos desostenimiento como pernos de ancla?e$s/otcrete con #bra de acero$marc/a+antes inyectados de 2 6 @ m delon&itud los cuales sern colocados en labó+eda lo %ue permitir formar un escudo
de protección en forma de abanico1
,eto!olo/$a !e Construcción
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,eto!olo/$a !e Construcción
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,eto!olo/$a !e Construcción
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5omo sostenimiento en la parte inicial del
túnel se empleara marcos metlicos de per#lindustrial tipo 'A( de =( - =( en planc/a de Bmm" en todo el per;metro de la sección paracontrarrestar los esfuer,os laterales y+erticales"
E"%$ /roc$"o !$ $*$c+ción "$ "$'+ir0 a"%a
con"$'+ir $) con%ac%o con )a roca "o)i!a !$ ac+$r!oa )a $"%i&ación '$o%cnica
,eto!olo/$a !e Construcción
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,eto!olo/$a !e Construcción
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,.- &8/797/5:4
E'C()(CIONES
FO-,(S T(,(OS O-IENT(CIONES
FUNCIONES ES?ECIFIC(S
T(EOS (AE-TU-(S DE (CCESO
(AE-TU-(S DE (CCESO = = SE-)ICIOS ( T(EOS
SE-)ICIOS ?E-,(NENTES
)ID( CONDICION(D( ( )ID( LI,IT(D( ( L()ID( CO,?(-(ALE O
L( E'T-(CCION (CTI)( DU-(CION DEL ,IN(DO SU?E-IO- ( L( )ID( DEL ,INE-(L 3TE,?O-(LES7
DE L( ,IN(
INC-E,ENT(N SU T(,(O EE,?LOS:EE,?LOS:
C-UCE-OS DE (CCESO (LE-I(S DE NI)EL CI,ENE(S DE (CCESO -(,?(S EC(DE-OS DE ,INE-(L ?IGUES
E'C()(CI>N Ci l ! ,i !
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E'C()(CI>N: Ciclo !e ,ina!o!el t@nel
El tipo de e-ca+ación %ue se aplica es por el
m!todo de perforación y +oladura" Siendo suciclo el si&uienteC
7arcación topo&r#ca
Perforación"5ar&a y +oladuraentilaciónLimpie,a de escombros"
Per#lado de la sección" )des%uinc/e*Sostenimiento dependiendo del tipo deroca"
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E'C()(CI>N
,(-C(CION TO?O-(FIC(%8La marcación topo&r#ca ser reali,ada paracada +oladura lo %ue permitir tener uncorrecto alineamiento y control de la pendientedel túnel$ espec;#camente en lo referente a lapendiente teniendo un especial cuidado en laconstrucción de la canaleta de drena?e"
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E'C()(CI>N
?E-FO-(CI>N%8La perforación se reali,a en caso de sermanual empleando martillos perforadoresmanuales y en caso e ser mecani,ado con
?umbos de dos o tres bra,os
De acuerdo al tipo de roca las lon&itudes deperforación irn +ariando de acuerdo con lo
indicado en las plantillas de +oladura"
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#OLADURA CONTROLADAEN LA CORONA
1 M"1 M"
1 M"1 M"
1 M" 1 M"1 M"
#OLADURA CON#ENCIONALEN LA CORONA
&8/797/5:4
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S$cción U"+a) "in vo)a!+ra con%ro)a!a
S$cción !$Di"$3o
E'C()(CI>N#OLADURA CON#ENCIONAL
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E'C()(CI>N#OLA##OLADURA CON#ENCIONAL#OLADURA CONTROLADA
URA CONTROLADA
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E'C()(CI>N
E'C()(CI>N
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E'C()(CI>N
8E'C()(CI>N
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%La +entilación en el túnel es del tipoimpelente o mi-to y su aplicación esmediante la utili,ación de los si&uientes
e%uipos y accesorios"ENTIL6DO4 ELE5T4I5O 6FI6LC de G etapasy caudal +ariable de acuerdo a lascaracter;sticas del túnel )H 3 HJ mil 5>7*$ conmotor el!ctrico dimetro de salida G='32G("DU5TOS DE ENTIL65IONC Los ductos aemplear sern del tipo r;&ido o termoplstico
Ke-ible de G='32G( de diam" con uniones deltipo collar;n de instalación rpida" Estosductos sern instalados de acuerdo con ela+ance del túnel y siempre estarn a 2 m"
m-imo del frente de traba?o"
E'C()(CI>N
>
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E'C()(CI>N
C C >
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Atilización de 9entiladores 7uiliares
Vent 1
Ducto Rígido Manga
Empalme D
30 p
MotorMotor
Vent 3
Vent 2Fr$n%$
QT
30 p
Ventiladores 1 y 2 de capacidades mayores que ventilador 3
T4n$)$" )ar'o" "on !$"arro))a!o" +"an!o vario"v$n%i)a!or$" $n +n "i"%$&a "o/)an%$-a"/iran%$co&(ina!o
E'C()(CI>N
E'C()(CI>N
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LI,?IEH( DE ESCO,A-OS
La limpie,a de escombros se e?ecuta con elempleo de car&adores de ba?o per#l)Scooptram* de G"J a 2"J )ds2*" El procesode e+acuación /asta los HJ m" se reali,autili,ando el car&ador de ba?o per#l)scooptram* reco&iendo el material delfrontón y e+acundolo /acia el portal donde
ser acumulado para lue&o ser retirado a las,onas de botadero"
E'C()(CI>N
Ef i i !E'C()(CI>N
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Efciencia !e scoop"4 ;!
E'C()(CI>N
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SOSTENI,IENTO DE L( SECCI>N 8 SOSTE,INIENTO
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SOSTENI,IENTO DE L( SECCI>N%8El sostenimiento del túnel dependee-clusi+amente del tipo de roca %ue se ten&a
%ue atra+esar" En este caso se tiene comoelementos de sostenimiento lo si&uienteC7arc/a+antes inyectados de @ a HG m delon&itud
%8 SOSTE,INIENTO
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?ernos !e ancla#e de Diam" HM y G"G m de lar&oanclados con resina de pe&a rpida$ cartuc/os de M
cemboltM o inyección de mortero de cemento estocon el #n de tener todo el perno prote&ido contra lacorrosión"
S9otcrete v$a 9@me!a con malla electro soldadade alambre ne&ro N B cocada de H - H cm"
,arcos metálicos 3cerc9as7 de per#l industrialtipo MAM de =M - =M e B 7m" fabricados en =cuerpos unidos por bridas en planc/a de 2.BMM concuatro pernos de H.GM cada uno"Estos marcos sern colocados a una distanciaentre "@ m" /asta G"m" se&ún se re%uieran"
SOSTE,INIENTO
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?-O=ECTO CUL,IN(DO
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?-O=ECTO CUL,IN(DO