y los grandes proyectos de infraestructura
GEOCONSULTIngenieros Consultores, S.A.
Director General de Geoconsult
Mayo 2003
D. Laureano Cornejo Álvarez
La Ingeniería Geológica
Datos del túnel
• Número de Tubos: 2• Longitud: 24,6 Km• Pendiente 16,937 ‰• Sección interior: 61,3 – 55,80 m²• Diámetro interior: 8,50 m (Tuneladora)• Sección de Excavación: 84,90 – 93,1 m²• Diámetro de Excavación: 10,40 m (Tuneladora)• Espesor del Sostenimiento: 0,35 – 0,07m (Tuneladora)• Espesor del Revestimiento: 0,40 – 0,68 m
Esquema General
LEÓN
ASTURIAS
Acceso intermedio de Folledo
Método ConvencionalTBM
Acceso intermedio Pozos de Viadangos
7667 m2741 m
2241 m
1634 m
6213 m4190 m
Secciones tipo de los túneles
R4.65
R5.62
PLANO DERODADURA PLANO DE RODADURA
COTA DE CATENARIA
Sección método convencional Sección tuneladora abierta
Galería de interconexión
GEOLOGÍA Y GEOTÉCNIA
DE LOS TÚNELES1.- Antecedentes2.- Datos básicos del Túnel3.- Estudio Geológico y Geotécnico
3.1.- Campaña GeotécnicaRealizadaa) Geología de Campo
Geología de Campo realizada
• Cartografía Geológica de Superficie a Escala 1/5000
• Banda Cartografiada:Longitud: 25 KmAnchura: 2 – 2,50 KmExtensión: 60 km²
• Estaciones Geomecánicas, 56
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DE LOS TÚNELES1.- Antecedentes2.- Datos básicos del Túnel3.- Estudio Geológico y Geotécnico
3.1.- Campaña Geotécnica Realizadaa) Geología de Campob) Prospecciones Geofísicas
Prospecciones Geofísicas de superficie
• Sísmica de Refracción en boquillas (Para detectar espesores de roca alterada)
• Tomografía Eléctrica en el Valle de Casares(Para detectar fallas y estratos de roca no aflorantes)
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3.1.- Campaña Geotécnica Realizadaa) Geología de Campob) Prospecciones Geofísicasc) Sondeos Mecánicos con extracción de testigos
Sondeos Mecánicos con Extracción de Testigo• Nº de Sondeos: 39• ML Perforados: 13.918 m• Sondeo más Profundo: 938 m• Método de Perforación : Wire – Line con recuperación de testigo.• Duración de la Campaña: Diciembre 2000 - Julio 2002• Meses Calendario : 19• Meses de Trabajo: 13• Paradas: 6 meses; permisos e inclemencias invernales• Nº de Máquinas de Sondeo: 8 máximo; 3 máquinas/mes trabajando
24 h.• Rendimiento de Perforación : 1070m/mes de trabajo, 24 h/día,732
mes calendario.• Densidad de Sondeos: 1ud/630m de túnel.
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3.1.- Campaña Geotécnica Realizadaa) Geología de Campob) Prospecciones Geofísicasc) Sondeos Mecánicos con extracción de testigosd) Ensayos in situ
Ensayos “ IN SITU”
• Dilatometrías : 41 Ensayos Dilatométricos
• Diagrafías Sónicas de Onda Completa:
• Testificaciones Sónicas en 6 sondeos con un total de 1365 m. de Sondeo testificado
• Diagrafías Convencionales
• Diagrafias Realizadas : 3181 m
• Hidrofracturación: 5 Ensayos
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3.1.- Campaña Geotécnica Realizadaa) Geología de Campob) Prospecciones Geofísicasc) Sondeos Mecánicos con extracción de testigosd) Ensayos in situe) Tensiones Naturales
Tensiones Naturales, Hidrofracturación
1,3530Arroyo Folledo
(Caliza de la Vid)
1620Casares
(Caliza de Valdeteja)
0,66975Cueto Negro
(Estación de Esquí) (Caliza de Láncara)
1,1370Valgrande
(Caliza de Láncara)
1,1190Sierra Negra (El Pando)
(Caliza de Láncara)
Ko = σh/σvRecubrimiento H(m)Situación de Ensayos
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3.1.- Campaña Geotécnica Realizadaa) Geología de Campob) Prospecciones Geofísicasc) Sondeos Mecánicos con extracción de testigosd) Ensayos in situe) Tensiones Naturalesf) Ensayos Lugeon
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3.1.- Campaña Geotécnica Realizadaa) Geología de Campob) Prospecciones Geofísicasc) Sondeos Mecánicos con extracción de testigosd) Ensayos in situe) Tensiones Naturalesf) Ensayos Lugeong) Ensayos de Laboratorio
Ensayos de Laboratorio
5090Nº TOTAL DE ENSAYOS436Lámina delgada (Petrografía)438Índice Schimazek de abrasividad343Abrasividad cerchar293Compresión triaxial591Coeficiente de Poisson592Módulo de deformación593Resistencia a compresión uniaxial439Resistencia a tracción (Brasileño)
3Corte Directo35Carga Puntual
1327DensidadNº de EnsayosEnsayos Realizados
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DE LOS TÚNELES1.- Antecedentes2.- Datos básicos del Túnel3.- Estudio Geológico y Geotécnico
3.1.- Campaña Geotécnica Realizadaa) Geología de Campob) Prospecciones Geofísicasc) Sondeos Mecánicos con
extracción de testigosd) Ensayos in situe) Tensiones Naturalesf) Ensayos Lugeong) Ensayos de Laboratorio
3.2.- Trabajos de Gabinetea) Caracterización Geotécnica de la Matriz Rocosa
a.1) Formaciones que afectan al túnel
Formaciones que Afectan al Túnel (19)1. Herrería (Areniscas cuarcitas y microconglomerados)2. Láncara (Calizas y dolomías)3. Oville (Areniscas y pizarras)4. Barrios (Cuarcitas)5. Formigoso (Pizarras)6. San Pedro (Areniscas y pizarras)7. La Vid (Calcareo)8. La Vid (Pizarroso)10. Santa Lucia (Calizas)11. Huergas (Pizarras)12. Portilla (Calizas)15. Ermita (Areniscas y pizarras)16. Alba y Baleas (Calizas y Dolomías)18.19 Barcaliente y Valdeteja (Calizas y dolomías)20. San Emiliano (Pizarras y areniscas)20.C2 San Emiliano (Calizo)36. Pastora (Conglomerados)24. Subhullero (Pizarras, Areniscas y Calizas)α,β, Rocas volcánicas y volcanoclásticas
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DE LOS TÚNELES1.- Antecedentes2.- Datos básicos del Túnel3.- Estudio Geológico y Geotécnico
3.1.- Campaña Geotécnica Realizadaa) Geología de Campob) Prospecciones Geofísicasc) Sondeos Mecánicos con
extracción de testigosd) Ensayos in situe) Tensiones Naturalesf) Ensayos Lugeong) Ensayos de Laboratorio
3.2.- Trabajos de Gabinetea) Caracterización Geotécnica de la Matriz Rocosa
a.1) Formaciones que afectan al túnela.2) Grupos geotécnicos y litotipos
Grupos Geotécnicos y Litotipos
a) Grupo G-1: Pizarras y / o Pizarras areniscosas. En este grupo se incluyen los siguientes litotipos:
i. Pizarras de la formación Formigoso (5): FO-5-PIZii. Pizarras de la formación San Pedro (6): SP-6-PIZiii. Pizarras de la formación La Vid pizarroso (8): LV-8-PIZiv. Pizarras de la formación Oville (3): OV-3-PIZv. Pizarras de la formación Huergas (11): HU-11-PIZvi. Pizarras de la formación Ermita (15): ER-15-PIZvii. Pizarras de la formación San Emiliano (20): SE-20-PIZviii. Pizarras de la formación Subhullero (24): SH-24-PIZ
Grupos Geotécnicos y Litotipos
b) Grupo G-2: Areniscas y / o cuarcitas. Se incluyen en éste grupo los siguientes litotipos:
i. Areniscas de la formación Herrería (1): HE-1-ARii. Areniscas de la formación Oville (3): OV-3-ARiii. Cuarcitas de la formación Barrios (4): BA-4-CUiv. Areniscas de la formación San Pedro (6): SP-6-ARv. Areniscas de la formación San Emiliano (20): SE-20-ARvi. Areniscas de la formación Subhullero (24): SH-24-AR
Grupos Geotécnicos y Litotipos
c) Grupo G-3: Conglomerados. Se incluyen en éste grupo los siguientes litotipos:
i. Conglomerados de la formación Pastora (36): PA-36-COii. Conglomerados de la formación Oville (3c): OV-3-CO
Grupos Geotécnicos y Litotipos
d) Grupo G-4: Calizas y dolomías. Se incluyen siguientes litotipos:
i. Caliza Griotte de la formación Láncara (2): LA-2-CAii. Dolomías de la formación Láncara (2): LA-2-DOiii. Calizas de la formación La Vid calcáreo (7): LV-7-CAiv. Calizas de la formación Portilla (12): PO-12-CAv. Calizas de la formación Alba (16): AB-16-CAvi. Calizas de la formación Barcaliente (18): BA-18-CAvii. Calizas de la formación Valdeteja (19): VA-19-CAviii. Calizas de la formación Santa Lucía (10): SL-10-CAix. Calizas de la formación San Emiliano (20): SE-20-CA
Grupos Geotécnicos y Litotipos
e) Grupo G-5: Rocas Volcánicas y volcanoclásticas. En este grupo se incluye tan sólo el litotipo:
i. Basaltos, doleritas y rocas volcanoclásticas de la formación Oville: OV-3-VC
Parámetros Utilizados para Caracterizar los Litotipos
• Peso Específico• Resistencia a Compresión Simple• Resistencia a Tracción• Módulo de Deformación• Coeficiente de Poisson• Parámetro mi (Criterio de Rotura de Hoek &
Brown)• Abrasividad Cerchar• Índice Schimazek
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DE LOS TÚNELES1.- Antecedentes2.- Datos básicos del Túnel3.- Estudio Geológico y Geotécnico
3.1.- Campaña Geotécnica Realizadaa) Geología de Campob) Prospecciones Geofísicasc) Sondeos Mecánicos con
extracción de testigosd) Ensayos in situe) Tensiones Naturalesf) Ensayos Lugeong) Ensayos de Laboratorio
3.2.- Trabajos de Gabinetea) Caracterización Geotécnica de la Matriz Rocosa
a.1) Formaciones que afectan al túnela.2) Grupos geotécnicos y litotipos
b) Clasificación geomecánica de los macizos rocosos
Litotipos Simplificados y Agrupados
59,6412,664,50,1ROCAS VOLCÁNICAS (BASALTOS, DOLERITAS)
33,4 - 456,4 – 7,329,4 – 49,22,7CONGLOMERADOS
24,2 – 51,47,9 – 12,537,1 – 77,740,7ARENISCAS Y CUARCITAS
10,8 – 25,100,3 – 4,27,3 – 27,335,9PIZARRAS
30,4 – 58,57,2 – 8,141,3 – 53,320,6CALIZAS
Modulo de Deformación
Elab (Gpa)
Resistencia a Tracción (Mpa)
Resistencia a Compresión
(Mpa)%Litotipo
Formación: 24.- SUBHULLERO.(Pizarras) (SH-24-PIZ)Sondeos: S-64, S-63Longitud total utilizada (m).- 190.6 mLitologías: Pizarras y Lutitas
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
0,14
0,16
0,18
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
RMR
Frec
uenc
ia
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
RMR
Frec
uenc
ia acu
mul
ada
S-85
S-86
100500
100500
S-84B2S-84B1
0 5 0100
5MARIO PELÁEZ GONZÁLEZ
200m1000E= 1:5.000
AN-6.1
9
LÍNEA DE ALTA VELOCIDAD A ASTURIASPROYECTO BÁSICO DE LOS
TÚNELES DE PAJARES
!"#$%&'())(
Perfil Longitudinal de la Sierra del Rozo
Clasificación Geotécnica del macizo rocoso
51183FallasV Muy Mala48%
4310.74240 – 20IV Mala
4410.75160 – 40III Media
52%8193080 – 60II Buena
--100 - 80I Muy Buena
%%Longitud
de Túnel (m)RMR
Clasificación Geomecánica(Bieniawski)
GEOLOGÍA Y GEOTÉCNIA
DE LOS TÚNELES
1.- Antecedentes2.- Datos básicos del Túnel3.- Estudio Geológico y Geotécnico
3.1.- Campaña Geotécnica Realizadaa) Geología de Campob) Prospecciones Geofísicasc) Sondeos Mecánicos con
extracción de testigosd) Ensayos in situe) Tensiones Naturalesf) Ensayos Lugeong) Ensayos de Laboratorio
3.2.- Trabajos de Gabinetea) Caracterización Geotécnica de la Matriz Rocosa
a.1) Formaciones que afectan al túnela.2) Grupos geotécnicos y litotipos
b) Clasificación geomecánica de los macizos rocosos3.3.- Predicción del Comportamiento Geotécnico de los litotipos.
Criterios Empíricos de Fluencia (Squeezing) utilizados
a) Criterio de Hoek – Marinos (2000)Índice de fluencia ε=0,2 ( σc mass/ Po) –2
σc mass= (0,0034 mi0,8 ) σc (1,029+0,025 l (-0,1 mi))GSI
Tasa de Convergencia ε (%) expresa como porcentajedel diámetro del túnel
Criterios Empíricos de Fluencia (Squeezing) Utilizados
b) Criterio de Barla (1995)
Índice de fluencia = σc mass/γ.z
Grado y distribución de la fluencia
0
10
20
30
40
50
60
(%) L
ongi
tud
Tota
l Tún
el
Grados de Fluencia
TÚNEL DE BASE DE PAJARES
(%) 5 8 ,4 1 ,5 1 0 ,4 1 ,7 2 8
S in Fluencia Ligera M od erad a S evera Extrema
Zonas del Túnel de posibles fenómenos de flujo
OvilleAreniscas y
cuarcitas muy fracturadas
PK 19+881PK 19+053
Sierra del Rozo
ValdetejaCalizas de Montaña
PK 23+930PK 23+551
Viadangos
Herrería/BarriosHerrería/Oville
Areniscas/CuarcitasAreniscas/ Pizarras
PK 28+390PK 25+551
Cueto Negro
OvilleBarrios
Pizarras/ AreniscasCuarcitas
PK 33+115PK 32+875PK 32+780
Sierra Negra
FormaciónLitologíaCarstCabalgamientoFallaZona
Cálculos realizados de estabilidad de cuñas y bloques
• Cálculos de cuñas – 530
• Cálculos de bloque – 175