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METODOS:
Los mtodos de excavacin de tneles mediante perforacin y
voladura
dependen fundamentalmente en primer lugar, del tipo de terreno a
atravesar. De
este modo cabe destacar por separado la excavacin de tneles en
roca y la
excavacin de tneles en suelos o terrenos blandos. En este
artculo nos
centraremos siempre a la excavacin en roca, que es lo ms
habitual en los
tneles.
Las partes o trabajos elementales de que consta el ciclo de
trabajo caracterstico
de las excavaciones mediante perforacin y voladura son las
siguientes:
Replanteo en el frente del esquema de tiro.
Perforacin de los taladros.
Carga de los taladros con explosivo (barrenos).
Voladura y ventilacin.
Retirada del escombro y saneo del frente, bveda y hastiales.
El esquema de tiro es la disposicin en el frente del tnel de los
taladros que se
van a perforar, la carga de explosivo que se va a introducir en
cada uno y el orden
en que se va a hacer detonar cada barreno, disendose al
principio de la obra
en base a la experiencia y a una serie de reglas empricas
recogidas en los
manuales sobre explosivos. Posteriormente, a lo largo de la
excavacin del tnel,
se va ajustando en funcin de los resultados obtenidos en cada
voladura.
La voladura de la destroza con barrenos horizontales, tiene la
ventaja de que se
utiliza el mismo sistema de trabajo y maquinaria que la fase de
avance, pudiendo
recortarse con la voladura la forma terica del tnel. Por otro
lado, la voladura en
banco es ms rpida de llevarse a cabo, con un consumo menor de
explosivo, y
no necesita ser retirado el escombro en cada voladura, pero
requiere de un
recorte posterior para conseguir el perfil del tnel en los
hastiales.
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Para la perforacin y voladura, la
seccin terica del tnel se divide en
zonas, en las que las exigencias,
tanto de densidad de perforacin,
como de carga especfica de
explosivo y secuencia de encendido
son distintas. Estas zonas son:
Cuele(zona A)
Contracuele(Zona AA)
Destroza(Zona B)
Zapateras(Zona C)
Contorno(Zona D)
Cuele:
El cuele es la fase de la voladura que dispara en primer lugar.
Su finalidad es
crear una primera abertura en la roca que ofrezca al resto de
las fases una
superficie libre hacia la que puede escapar la roca con lo cual
se posibilita y
facilita su arranque. El cuele es sin duda la ms importante de
todas las fases de
la voladura
Destroza:
La destroza es la parte central y ms amplia de la voladura, cuya
eficacia
depende fundamentalmente del xito de la zona del cuele y
contracuele, que es la
zona crtica de la voladura.
Zapateras:
La zapatera es la zona de la voladura situada en la base del
frente, a ras del suelo.
Los taladros extremos suelen ir un poco abiertos pinchados hacia
fuera con objeto
de dejar sitio suficiente para la perforacin del siguiente
avance.
Contorno:
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Los taladros perimetrales o de contorno son importantes pues de
ellos depender
la forma perimetral de la excavacin resultante. Lo ideal es que
la forma real del
permetro del tnel sea lo ms parecida posible a la terica, aunque
las
irregularidades y discontinuidades de la roca dificultan dicho
objetivo.Son los ms
cargados, de manera que rompan la roca y la levanten hacia
arriba y van
ligeramente inclinados hacia abajo ( para evitar bordes) , ya
que son disparados en
ltimo lugar.
Existen dos tcnicas de efectuar los tiros perimetrales: el
recorte y el precorte.
El recorte, que es la tcnica ms
empleada, consiste en perforar un nmero
importante de taladros paralelos al eje del
tnel en el contorno, a la distancia
conveniente (entre 60 cm y 100 cm) y con
una concentracin de explosivo pequea o
incluso nula. En la secuencia de
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encendido son los ltimos barrenos en detonar.
El precorte se perfora un mayor nmero de taladros perimetrales y
paralelos entre s
unas distancias entre 25 cm y 50 cm, con una concentracin de
carga explosiva entre
0,1 y 0,3 kg/m. Esta tcnica exige una perforacin muy precisa que
asegure un buen
paralelismo y una homognea separacin entre los taladros. En la
secuencia de
encendido, son los primeros en detonar, con lo que se crea una
fisura perimetral que
asla y protege la roca de las vibraciones del resto de la
voladura. La tcnica del
precorte, por su esmerada ejecucin y costo elevado, es de uso
poco frecuente en
tneles, excepto en casos muy especiales.
MAQUINAS PERFORACION:
Los taladros deben de tener una longitud
de un 5 a 10 % superior a la distancia que
se quiera avanzar con la pega, llamada
longitud de avance, ya que siempre se
producen prdidas que impiden
aprovechar al mximo la longitud de los
taladros.
Las longitudes de avance tpicas estn
comprendidas entre 1 y 4 metros y se
fijan en funcin de la calidad de la roca, cuanto mejor es la
calidad del terreno,
mayores sern los avances posibles. Con una roca de calidad
media-adecuada es
habitual perforar taladros de 3 a 3,50 metros para avanzar entre
2,80 y 3,20 metros en
cada voladura.
Martillos manuales:
Los martillos manuales de aire comprimido
funcionan a percusin, es decir, la barrena
golpea contra la roca y gira de forma
discontinua entre cada percusin,
separndose del fondo del taladro.
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Se usan en tneles muy pequeos o de forma accidental, pues tienen
rendimientos
muy inferiores a los jumbos y requieren mucha mano de obra.
Jumbos:
Consta de una carrocera de
automvil dotada de dos o tres
brazos articulados, segn los
modelos. En cada brazo puede
montarse un martillo de perforacin
(perforadora) o una cesta donde
pueden alojarse uno o dos
operarios y que permite el acceso a
cualquier parte del frente.
Los rendimientos de perforacin que se consiguen en los jumbos
hidrulicos
modernos, pueden superar los 3,5 m/min de velocidad instantnea
de perforacin. Los
jumbos actuales tienen sistemas electrnicos para controlar la
direccin de los
taladros, el impacto y la velocidad de rotacin de los martillos
e incluso pueden
memorizar el esquema de tiro y perforar todos los taladros
automticamente.
Limpieza del frente:
Se desescombra la roca fragmentada resultante de la voladura y
se sanea el frente
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y-voladura/
