Metodología y diseño del sostenimiento de túneles en procesos de excavación mediante cimbras metálicas

Abstract

Los túneles se encuentran dentro de las obras más antiguas e importantes de la Ingeniería Civil. Muchas veces los túneles son una solución muy apropiada en proyectos hidráulicos para el sistema de conducción de agua, drenaje, etc. y en proyectos viales para conectar carreteras o ferrocarriles. Lo anterior pone en manifiesto la importancia que tiene la tonelería para el ingeniero civil pese a que existen vacíos en la información sobre las excavaciones subterráneas. El presente trabajo trata a lo largo de sus capítulos el sistema de sostenimiento mediante cerchas metálicas, corno una buena alternativa para ayudar al macizo rocoso a soportarse. Asimismo, se dan los conceptos que permiten seleccionar la cercha adecuada y los criterios que permitan un buen proceso de excavación de túneles en roca tipo III o terreno pobre. Inicialmente se enfoca los tipos y causas de la presión desarrollen éstas presiones sobre el ademado. Seguidamente se trata el sistema de sostenimiento mediante cerchas metálicas estableciendo las diferencias estructurales y constructivas entre cerchas metálicas de alma llena y cerchas reticulares elaboradas con acero corrugado de construcción. Las tres teorías de análisis de cargas en túneles que se tratan con detenimiento son de carácter empírico que estiman el valor de las presiones sobre los ademes por métodos sencillos que pueden aplicarse con la información usualmente disponible. Posteriormente se toma como análisis de carga tomada en práctica y como base de diseño el de Terzagui determinando según sus principios, la presión vertical, lateral y en el piso del túnel. Considero muy importante abordar el tema de la clasificación de macizos rocosos ya que se considera una excelente alternativa el de usar la experiencia como base de las estimaciones de necesidades de refuerzo en las excavaciones subterráneas, los sistemas de clasificación reúnen las piezas aisladas de la experiencia práctica. Para el diseño del ademe en roca Tipo III mediante cerchas metálicas en combinación con el concreto lanzado se ha utilizado una sección tipo herradura con un área transversal de 32.70 m2, realizando el diseño para los dos tipos de cerchas mencionadas. Finalmente se enfoca el procedimiento constructivo de túneles estableciendo los conceptos fundamentales para un adecuado proceso constructivo que se adapte al terreno de mala calidad o roca tipo III (terreno friccionante o cohesivo), así mismo se dan pautas para la elección del tipo de maquinaria a utilizar en el proceso de excavación en este tipo de material. El éxito de una obra de tonelería se logra sólo cuando se cuenta con una buena calidad de los estudios geológicos, con un adecuado y oportuno sostenimiento adoptado y con una acertada elección del proceso constructivo y del equipo de excavación. El presente trabajo pretende que el ingeniero civil peruano reconozca que una de las ramas tan importantes como las otras de su especialidad es la tunelería, y que el desarrollo de la tecnología en la construcción de túneles no sólo debe despertar interés en los países alpinos sino también en los países andinos como el Perú. El proceso de globalización de la economía hoy en día obliga al ingeniero civil peruano a actualizarse y competir con eficiencia y calidad.