Construcción de túneles en tramos de rocas blandas expansivas

Abstract

"El propósito de un diseño de excavación subterránea, es utilizar la roca misma como principal material estructural, provocando la menor perturbación posible durante el proceso de excavación y añadiendo el mínimo posible de sostenimiento (Hock y Brown, 1980)". El autor de la presente tesis pretende mostrar la metodología constructiva implantada en este estudio, donde se une la teoría(geología, geomecánica, estructural, construcción) con la práctica, para hacer frente a las rocas blandas expansivas; donde para este tipo de material existe muy pocas fuentes de información, de trabajos realizados anteriormente, por lo cual ha prevalecido más la práctica, aplicada en el túnel Kovire, tanto para la etapa de excavación y principalmente en la etapa de sostenimiento, donde se ha aplicado el ensayo de una u otra alternativa, debido a que el tiempo era el factor primordial, también esta era la única que nos indica si el método ha funcionado o no, su aplicación práctica se realizó en la construcción del Túnel Trasandino Kovire. Para todo ello hemos distribuido nuestro estudio en VI capítulos adecuadamente distribuidos. En el primer capítulo damos un enfoque de la ubicación de la obra que nos sirve como modelo de estudio y de aplicación, donde se especifica todas las metodologías que se usaran. los alcances que tiene este estudio, además con los antecedentes que se cuentan y principalmente el objetivo que persigue este trabajo, que es mostrar una metodología de construcción en Roca Blanda Expansiva. Para dar mayor amplitud a este punto se tiene un 2do capitulo, que trata sobre las rocas blandas expansivas, principalmente en el aspecto geológico, indicando donde se haya el estudio en mención, debido a que el aspecto geológico es de mucha importancia, por medio de esta. estudiamos su comportamiento geomecánico, de las rocas blandas expansivas(arcillas). sus propiedades físicas y todas sus características, con estos datos, luego uno puede aplicar un criterio técnico e ingenieril. para las soluciones y alternativas a probar durante el proceso de construcción, también para la etapa de perforación. Para lo cual contamos con un capitulo III, que trata sobre este tema, donde exponemos todas las vivencias realizadas durante la excavación, el tipo de malla usada, los avances obtenidos, volumen excavado en un turno de trabajo, así como el tipo y cantidad de explosivo utilizado, además indicamos la sobre excavación producida, la maquinaria utilizada, para los ciclos de trabajo producidos, así como los retrasos que produjeron el enfrentar este tipo de material. Para mantener la sección diseñada, se tiene que aplicar el sostenimiento adecuado, para lo cual contamos con el capítulo IV que se refiere a este punto, que es la parte principal y razón del presente estudio. pues toda construcción subterránea falla, si es que no se diseña un adecuado sostenimiento, pues originaria el colapso de la obra, para lo cual se ha realizado 3 sistemas de sostenimiento, el primero compuesto por una loza de concreto con rieles de inverts en el piso (para dar rigidez en el piso) y cimbra de 2 tramos más la adición de shotcrete en los hastiales. El segundo con cimbra de 2 tramos con columneta intermedia (para dar rigidez en los hastiales), mas shotcrete en hastiales y el ultimo, cimbra de tres tramos compuesto por inverts curvo en el piso, más la adición de shotcrete en los hastiales, el cual cumple una función de arco con distribución uniforme de esfuerzos. Finalmente se cuenta con el capítulo V de análisis de costos de una y otra alternativa de solución, pues se da el caso que la mejor solución no siempre es la más económica, en este se analiza cada una de los sostenimientos aplicados, además se da un análisis de lo que implica el trabajar en este tipo de material expansivo, tanto en avance por ml., el costo de maquinaria y mantenimiento de todos los servicios, que se utiliza en un trabajo subterráneo con este tipo de material. Como capítulo final se tiene las conclusiones, donde se recomienda la solución para este tipo de material y la mejor alternativa del proceso constructivo, mejor técnicamente y económicamente. algo muy fundamental que debe estar ligado en toda obra de Ingeniería Civil.