Estabilida De Macizo Rocoso En Tuneles

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

FACULTAD DE INGENIERÍA

Escuela Académico Profesional de Ingeniería de Minas

CURSO:

INGENIERÍA DE ROCAS II

TEMA:

INESTABILIDAD DE TUNELES

CONTROLADA ESTRUCTURALMENTE

DOCENTE:

ING. GERMAN SÁNCHEZ CARRERA

INTEGRANTES

Tafur Herrera, Ernesto.

Malimba Vargas, Amós.

Herrera Irigoin, Edilberto.

Alfaro Valencia, Antony

CICLO:

Vacacional 2 015

Cajamarca, Febrero de 2 015

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INTRODUCCIÓN

El aprovechamiento del espacio subterráneo constituye en la actualidad una de las alternativas más idóneas para el desarrollo de vías rápidas de comunicación. A pesar de su mayor coste con respecto a otras soluciones de superficie, presenta cada vez mayores ventajas, tanto desde el punto de vista medio ambiental como funcional (acortamiento de distancias, seguridad, menor impacto ambiental, etc.).

La mayoría de los túneles se construyen para salvar un obstáculo natural y permitir el acceso a vías de comunicación para transporte urbano (metros), transvases y conducciones; o para unir islas o estrechos y para pasos lluviales, en cuyo caso el trazado se efectúa bajo una lámina de agua. Las excavaciones subterráneas están estrechamente relacionadas con la energía y los recursos minerales (aprovechamientos hidroeléctricos, centrales, explotaciones mineras, almacenamientos subterráneos, etc).

Dentro de la amplia variedad de usos del espacio subterráneo, gran parte de los túneles se excavan para infraestructuras del transporte, basándose su diseño en la seguridad y la economía. Este capítulo se centra en este tipo de excavaciones, particularmente en los túneles en roca y tomando en cuenta la estabilidad de estos o su posible fallamiento, haciendo énfasis en las fallas tipo cuñas que determinan la estabilidad de un determinado túnel.

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ÍNDICE

INTRODUCCIÓN……….…………………………….……...……………………….…………….1

ÍNDICE…….……………………………………...………………………..…………….…….……2

OBJETIVOS…………………………………………………..………………………….………….3

MARCO TEÓRICO…….……………………………………..............……………………..………4

PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DE LOS TÚNELES.………...……………………….……4

INFLUENCIA DE LAS CONDICIONES GEOLÓGICAS…..…...……..................………….……4

EXCAVACIONES EN ROCA ESTRATIFICADA………………..………………………………12

EXCAVACIONES EN ROCA DIACLASADA……………….…………………….………….…14

SISTEMA DE SOSTENIMIENTO PARA CONTROLAR EL FALLAMIENTO DE CUÑAS….21

SHOCRETE PARA CONTROLAR EL FALLAMIENTO DE CUÑAS………………………….28

REQUERIMIENTOS BÁSICOS DEL SHOTCRETE……………………………………………33

APLICACIÓN DE LA TEORIA DE PROBABILIDADES………………………………………36

TEORIA DE BLOQUES PARA TUNELES………………………………………………………45

CONCLUSIONES……...……………………………………………………………….....51

BIBLIOGRAFÍA………………………………………………………………………..…51

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OBJETIVOS

OBJETIVOS PRINCIPALES

El principal objetivo del presente trabajo son:

 Analizar e identificar cuñas potencialmente inestables en túneles.

 Determinar y definir los sistemas de sostenimiento para controlar el fallamiento de las cuñas.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

 Analizar el sostenimiento con pernos de roca para sostener las cuñas.

 Investigar el Shocrete para controlar el fallamiento de cuñas.

 Investigar sobre la aplicación de la teoría de probabilidades.

 Análisis de fallas en cuña usando el software unwedge.

 Ver algunos problemas de aplicación.

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MARCO TEÓRICO

I. PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DE LOS TÚNELES

Los túneles se caracterizan por su trazado y sección, definidos por criterios geométricos de gálibo, pendiente, radio de curvatura y otras consideraciones de proyecto. Bajo el punto de vista de la ingeniería los datos más significativos son la sección, perfil longitudinal, trazado, pendientes, situación de excavaciones adyacentes, boquillas y accesos intermedios. En la Figura se muestran varias secciones típicas de túneles y las denominaciones más habituales.

El sostenimiento se refiere a los elementos estructurales de sujeción del terreno, aplicados inmediatamente después de la excavación del túnel, con el fin de asegurar su estabilidad durante la construcción y después de ella, así como garantizar las condiciones de seguridad.

El revestimiento se coloca con posterioridad al sostenimiento y consiste en aplicar sobre dicho sostenimiento una capa de hormigón, u otros elementos estructurales, con el fin de proporcionar resistencia a largo plazo al túnel y dar un acabado regular, mejorando su funcionalidad (condiciones aerodinámicas, impermeabilidad, luminosidad, albergar instalaciones y propiciar la estética de la obra).

II. INFLUENCIA DE LAS CONDICIONES GEOLÓGICAS

Al excavar un túnel se pueden encontrar tres tipos de condiciones naturales que dan lugar a la pérdida de resistencia del macizo y, por tanto, a problemas de estabilidad (ver figura)

 Orientación desfavorable de discontinuidades.

 Orientación desfavorable de las tensiones con respecto al eje del túnel.

 Flujo de agua hacia el interior de la excavación a favor de fracturas, acuíferos o rocas carstificadas.

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