Métodos de sostenimiento en obras subterráneas - túneles

Abstract

El Perú tiene una topografía variable donde es propicio construir túneles de uso carretero. ferroviario, hidráulico. etc. La construcción de túneles es la comprensión científica del comportamiento del macizo rocoso de los métodos de excavación también es un arte, bajo la primicia "El terreno obedece a los propósitos del hombre y no el hombre a los propósitos del terreno”. Todos los ingenieros y técnicos que tienen bajo su responsabilidad trabajos subterráneos están conscientes que la fase más crítica es la estabilización del macizo rocoso a través de las diferentes actividades de ciclos repetitivos. Se necesita de una parte la experiencia acumulada y la aparición de nuevos sistemas de sostenimiento, de otra parte, el mejor conocimiento de la mecánica de rocas, éste método consiste en tres modelos; geológico, geotécnico y matemático. cada uno describe en detalle para obtener información y predecir en lo posible el comportamiento mecánico de la roca. Actualmente la idea de sostenimiento es proporcionar un refuerzo una ayuda en el momento oportuno al macizo rocoso para su resistencia, los nuevos sistemas de sostenimiento son: a. Concreto lanzado (1911) en el proceso seco y húmedo reforzado con malla o fibras de acezo, tiene la ventaja de ser colocados en zonas muy difíciles. b. Pernos de roca (1950) en sus diversos tipos, traccionados y no traccionados, combinados con el concreto lanzado. Estos sostenimientos primarios deben efectuarse inmediatamente después de la voladura y evacuación de desmonte. sin embargo. no se considera el tiempo de autosoportarse, que es diferente para los distintos tipos de rocas, en ese sentido se puede permitir avanzar de dos a tres voladuras continuas. 1. Concreto lanzado. El concreto lanzado es utilizado como un elemento sostenimiento activo y temporal, trabaja a esfuerzos de compresión (estático y no dinámico), ovando se presentan otros tipos de esfuerzos (flexión y corte o combinados), en ese caso se requerirá de una malla o fibras de acero. para túneles hidráulicos, se recomienda adicionar MICROSILICA con el fin de disminuir la porosidad y disminuir la aparición de micro fisuras. para obtener buenos resultados se requieren efectuar pruebas preliminares, para llegar a un óptimo diseño de mezcla, disponer de un equipo experimentado y hábil en su aplicación. 2. Pernos de roca. En el túnel Transandino se utiliza como pernos de roca a las varillas corrugadas de 1" de diámetro, rellenados con mortero o resinas, por razones de costo y rapidez de instalación, estos por lo general no son traccionados, aparentemente traccionar un perno podría deteriorar el efecto del arco natural del auto sostenimiento del macizo rocoso, de otro lado, se recomienda traccionar al perno cuando se trata de roca muy fracturada, para eventos de estallidos de roca se recomendaría utilizar pernos traccionados sin relleno de mortero o resina con placas de apoyo de forma triangular de gran área, la longitud del perno no requiere tener más de dos metros, teniendo en consideración que la perturbación del estallido se manifiesta en los primeros 50 cm a partir de la línea B de excavación. 3. Arcos metálicos. Son arcos fabricados de perfil H, constituidos por 2, 3, y 4 piezas de acuerdo a la sección del túnel, a veces se utilizan el mismo perfil o invert en el piso cuando se atraviesa una falla con material Montmorillonita o arcillas expansivas. El arco metálico es un sostenimiento pasivo por que requiere el movimiento del macizo para actuar en contrapresión, el perno de roca y el concreto lanzado, actúa de inmediato al movimiento de la roca, la instalación de arcos metálicos se emplean planchas acanaladas para permitir el relleno con bolsacrete a los vacíos que existe entre la plancha acanalada y la roca. El uso de planchas debe ser limitado, a situaciones de la roco muy alterada. muy triturada e inestable o suelos expansivos. en proyectos casos hidráulicos en lo posible, deben ser evitados para que la acción del revestimiento de concreto sea más directa a la roca y la permeabilidad sea menor. Para rocas sueltas existe la necesidad de efectuar inyección de contacto y aún queda la duda que no hayan sido rellenados -codas las oquedades, su finalidad es formar un anillo de concreto que va ayudar a autosostenerse a la roca. Existe el intento de sustituir el arco metálico de perfil H, por arcos reticulados, construidos de fierro corrugados de 1" de diámetro, el principal problema es la soldadura en los nudos y sujeta a una corrosión rápida, los arcos reticulados son diseñados para ser instalados juntamente con el concreto lanzado actúa como un refuerzo activo, ofrece mayor pandeo que el arco de perfil H, cede a las deformaciones de la roca por las perturbaciones producido por el golpe de montaña, voladuras etc. luego se recupera a su estado inicial, pero no es recomendable cuando se atraviesan rocas o suelos expansivos.