Tune Les
Content
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERIA
TUNEL
E. E. CONSTRUCCIÓN PESADA. INTEGRANTES: PEREYRA CHACÓN PATRICIA TOLEDO CRUZ TANÍA VELASCO AVENDAÑO RAÚL
Son pasajes, galerías o calzadas construidas debajo de la tierra o del agua con el objetivo, ya sea de permitir la comunicación entre dos puntos alejados mediante el tránsito de automóviles, ferrocarriles y suburbanos o bien en la conducción de agua, residuos, petróleo o gas.
ESTUDIOS GEOLOGICOS
Estudia la forma interior de la corteza terrestre, la materia que la compone, su mecanismo de formación, los cambios o alteraciones que ésta ha experimentado desde su origen, la textura y estructura que tiene en el actual estado.
ESTUDIO GEOTECNICO
Es esencial que cualquier proyecto de túnel comience con una investigación sobre las condiciones del terreno. Los resultados de la investigación nos permitirán saber cual es la maquinaria y los métodos de excavación y sostenimiento a realizar, y podrán reducir los riesgos de encontrar condiciones desconocidas. En los primeros estudios, las alineaciones horizontales y verticales serán optimizadas para aprovechar las mejores condiciones de agua y suelo.
ESTUDIO HIDROLOGICO
Las instalaciones auxiliares de obra se localizan fuera de las zonas de mayor permeabilidad y del área de influencia de los arroyos y líneas de drenaje.
El objetivo de la obra subterránea. Un estudio geológico bien hecho. Una clasificación convencional de las calidades mecánicas de los terrenos a excavar y revestir. El análisis mecánico del trazado de la obra subterránea. Tipificación de los procesos de avance y consolidación. Los sistemas constructivos en las labores de excavación. Evaluación de los costos en relación a los terrenos perforados.
.
TIPOS DE SUELOS
Suelos sueltos a semicompactos Arenas, gravas, limos, tierra vegetal, arcillas medias con humedad media, escombros de roca. Se usa maquinaria de media a baja potencia: topadores frontales, excavadora universal. Arcillas duras, arcilla esquistosa, marga (roca blanda calizoarcillosa), masa de roca altamente fisurada o estratificada, roca blanda y roca fragmentada por el uso de explosivos. Terrenos que necesitan disgregación con un escarificador o arado. Se usa maquinaria de media a alta potencia. Roca caliza, pizarra, conglomerados y rocas medianamente estratificadas, rocas muy alteradas y minerales blandos. Se usan máquinas de más de 140 hp, siempre se necesitará disgregación mediante explosivos de baja potencia. Rocas calizas duras o silíceas, rocas ígneas y metamórficas y masas de rocas poco alteradas, cuarcita y minerales de baja densidad Sólo pueden ser excavados por máquinas especiales para cada caso, se usan explosivos de media potencia. Rocas ígneas no alteradas como granito, diorita, diabasa, rocas metamórficas duras, minerales densos. Se necesitan máquinas especialmente diseñadas y el uso de explosivos de alta potencia
Suelos compactos a roca blanda
Roca de dureza media
Roca dura
Roca muy dura
1._ TÚNELES DE PEQUEÑA SECCIÓN. ( de 6 a 20 m² de sección transversal)
2._ TÚNELES DE MEDIANA SECCIÓN. ( de 20 a 60 m² de sección transversal)
3._ TÚNELES DE GRAN SECCIÓN. ( de más de 60 m² de sección transversal )
Maquinaria para la construcción de túneles
Técnicas de construcción de túneles y tipos de maquinaria que existen en el mercado. Debido a las particularidades de cada proyecto, tales como la geología, diámetro, longitud del túnel, etc., cada uno necesita una máquina distinta. Aun así, la tecnología que domina el mercado se puede clasificar, en términos generales, en dos tipos:
Los pozos de ataque
La hinca de tubería reduce al mínimo las dimensiones del pozo ataque suficiente para la instalación de un bastidor de empuje. Únicamente dos contenedores, uno con el equipo de mando y servicios generales y otro de decantación, indicarán la existencia de una obra de hinca. Un reducido equipo humano bastará para realizar hincas de varios centenares de metros de longitud.
Escudo abierto con Excavadora
Los escudos abiertos equipados con un brazo retroexcavador se aplican en el arranque de suelos no cohesivos, como gravas, arenas y en general suelos de baja resistencia a la compresión. Las empresas constructoras suelen elegir estos escudos por la facilidad de su manejo en la configuración, ya que son prácticamente iguales que las retroexcavadoras exteriores, y requieren poco personal especializado. Estos escudos son una solución rentable, eficaz y sencilla si el terreno es el mencionado anteriormente. Fotografía de una Excavadora
Hay que reseñar que si el escudo se equipa con una cámara de presurización del frente, se puede utilizar también en terrenos con nivel freático, pero esta solución no se suele aplicar ya que genera unas incomodidades en la utilización de este sistema, a priori tan sencillo que no suele interesar.
1. La hinca de tubos. En este caso, la máquina y los tubos que formarán posteriormente el túnel, se hincan mediante cilindros hidráulicos. 2. Microtuneladoras
El 90 % de las microtuneladoras que se construyen en la actualidad utilizan las ventajas de los lodos bentoníticos para la perforación. Tanto en terrenos rocosos, en gravas, como en terrenos blandos, esta ejecución se ha demostrado que es la más apropiada. En la extracción por bombeo, la suspensión bentonítica tiene dos funciones: 1. Soportar el frente. 2. Actuar como medio de transporte de escombros.
El material de desecho junto con la suspensión se extrae mediante bombas centrífugas a la superficie, donde los lodos bentoníticos se aislarán del escombro mediante una planta separadora y se volverá a inyectar al circuito de alimentación. Ventaja: su uso en niveles freáticos. Se trata por lo tanto de un sistema universal de óptimos resultados. Rueda de corte de roca de una microtuneladora
Esquema de una Excavadora
1. Excavadora. 2. Escudo. 3. Cilindros de mando. 4. Cinta transportadora. 5. Tubo de la máquina. 6. Grupo hidráulico.
Sistema de avance de un topo
La sección de anclaje de un topo comprende: Un carro estructural o back up, un conjunto de zapatas de anclaje denominados codales o grippers, y los cilindros de empuje de la máquina. Los codales o grippers: Son las zapatas que apoyan la máquina contra la roca durante el avance. Deben de soportar la fuerza de empuje necesaria para el avance del topo, proporcionada por los cilindros de empuje y transmitirla a las paredes del túnel. Método de avance: El funcionamiento de un topo se compone de 5 ciclos bien diferenciados: 1. La máquina es acodalada en el túnel. Comienza la excavación. 2. Los cilindros de empuje del cabezal de corte llegan al final de su carrera. Se para la excavación. 3. Los soportes delanteros y traseros se extienden y se retraen los codales. EL cuerpo principal de la máquina o Kelly exterior se desliza suavemente hacia delante. 4. La máquina se alinea usando el soporte trasero. 5. Los codales son extendidos y los soportes recogidos. La máquina está lista para iniciar un nuevo ciclo
FERROVIARIOS
Túneles a cielo abierto ´cut-and-coverµ Método Belga o Método Madrid Método Alemán Método de gran frente abierto Tuneladoras de frente cerrado Entre otros.
Destroza (parte de arriva del tunel tambien llamada bobeda) se realiza con maquina excabadora y se retira la tierra que porcede de la excabacion.
Astiales. Son las paredes del túnel, su excavación se realiza con la misma maquinaria que la bóveda y se refina a mano.
Solera. También llamada contravobeda, cuando se ha excavado hasta el nivel adecuado se comienza la construcción de la solera.
ASPESTOS BASICOS: Los túneles son de las obras de ingeniería de mayor dificultad, tanto su proyecto como su construcción. Gran dificultad, coste y tiempo necesario para realizar sondeos suficientes Escasa representatividad de los reconocimientos puntuales en formaciones complejas Incertidumbre respecto a la extrapolación de los datos geomecánicos Dificultad de estimar con precisión las necesidades de sostenimiento, la afluencia de agua, las condiciones del terreno, etc.
Reconocimiento del suelo Debe alternar prospecciones geofísicas mecánicos (puntuales). A título orientativo: (continuas) con sondeos
Túneles cortos (L<200m): al menos 3 sondeos (central y emboquilles) Túneles largos: Terreno de buena calidad: 1 sondeo cada 800 m Terreno con algunos problemas de estabilidad hidrogeológicos: 1 sondeo cada 500 m Terreno con grandes problemas: 1 sondeo cada 300 m En túneles muy profundos (> 100 m) se encarece mucho el coste de los sondeos y se recurre más a métodos geofísicos Longitud de sondeos: hasta 1 ó 2 diámetros bajo la solera del túnel
e
Es un túnel ferroviario bajo los Alpes en Suiza. Con una longitud de 57 km y un total de 151,84 km de túneles, es el túnel ferroviario más largo del mundo. La perforación concluyó el 15 de octubre de 2010. El proyecto, con un coste de 9.830 millones de francos suizos, consta de dos túneles separados que contendrán una vía cada uno.
O más específicamente el Túnel de base del Brennero . Es un túnel ferroviario proyectado a través del Paso del Brennero en los Alpes y que conectará la ciudad austríaca de Innsbruck con la localidad italiana de Fortezza Tendrá una longitud de 55 km, lo que lo convertirá en el segundo túnel ferroviario más largo del mundo una vez concluido, superado solo por el Túnel de base S an Gotardo. El proyecto prevé dos túneles separados que contendrán una vía cada uno.
Es el túnel ferroviario más largo del mundo. Mide 53 km, con una porción de 23,3 km bajo el lecho marino. Enlaza Honshu con Hokkaidó en Japón. Abrió en el año 1988. Está a 100 m bajo el fondo del mar y a 240 m bajo el nivel del mar. Tardaron 25 años en construirlo.
Túnel de Guadarrama (España) - 28.377 metros. Este túnel tiene el honor de ser la mayor obra de ingeniería civil realizada en España hasta el día de hoy, aunque se ve amenazada por la posible construcción del que algún día unirá España con Marruecos
http://es.wikipedia.org/wiki http://www.fierasdelaingenieria.com/metodos-de-excavacion-de-tunelesmediante-perforacion-y-voladura http://inciarco.com/foros/showthread.php?t=3982 http://www.tudiscovery.com/maquinas_home/maquinas_tuneles/index.shtml http://www.slideshare.net/Irveen/tneles https://www.u-cursos.cl/ingenieria/2007/1/CI52T/1/.../134075 http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:l9EPHfRJ9mcJ:https: //www.ucursos.cl/ingenieria/2007/1/CI52T/1/material_docente/objeto/134075+estudios+p reliminares+del+tunel&cd=1&hl=es&ct=clnk&gl=mx http://www.construmatica.com/construpedia/Estudios_Previos_para_la_Realizaci %C3%B3n_de_Obras_Subterr%C3%A1neas http://www.fierasdelaingenieria.com/metodos-de-excavacion-de-tunelesmediante-perforacion-y-voladura/ http://html.rincondelvago.com/perforaciones.html http://patentados.com/invento/instalacion-para-la-perforacion-de-tuneles.html
FUENTES:
http://www.slideshare.net/Irveen/tneles https://www.u-cursos.cl/ingenieria/2007/1/CI52T/1/.../134075 http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:l9EP HfRJ9mcJ:https://www.ucursos.cl/ingenieria/2007/1/CI52T/1/material_docente/objeto/13 4075+estudios+preliminares+del+tunel&cd=1&hl=es&ct=clnk&gl= mx http://www.construmatica.com/construpedia/Estudios_Previos_p ara_la_Realizaci%C3%B3n_de_Obras_Subterr%C3%A1neas http://www.fierasdelaingenieria.com/metodos-de-excavacionde-tuneles-mediante-perforacion-y-voladura/ http://html.rincondelvago.com/perforaciones.html http://patentados.com/invento/instalacion-para-la-perforacionde-tuneles.html
FACULTAD DE INGENIERIA
TUNEL
E. E. CONSTRUCCIÓN PESADA. INTEGRANTES: PEREYRA CHACÓN PATRICIA TOLEDO CRUZ TANÍA VELASCO AVENDAÑO RAÚL
Son pasajes, galerías o calzadas construidas debajo de la tierra o del agua con el objetivo, ya sea de permitir la comunicación entre dos puntos alejados mediante el tránsito de automóviles, ferrocarriles y suburbanos o bien en la conducción de agua, residuos, petróleo o gas.
ESTUDIOS GEOLOGICOS
Estudia la forma interior de la corteza terrestre, la materia que la compone, su mecanismo de formación, los cambios o alteraciones que ésta ha experimentado desde su origen, la textura y estructura que tiene en el actual estado.
ESTUDIO GEOTECNICO
Es esencial que cualquier proyecto de túnel comience con una investigación sobre las condiciones del terreno. Los resultados de la investigación nos permitirán saber cual es la maquinaria y los métodos de excavación y sostenimiento a realizar, y podrán reducir los riesgos de encontrar condiciones desconocidas. En los primeros estudios, las alineaciones horizontales y verticales serán optimizadas para aprovechar las mejores condiciones de agua y suelo.
ESTUDIO HIDROLOGICO
Las instalaciones auxiliares de obra se localizan fuera de las zonas de mayor permeabilidad y del área de influencia de los arroyos y líneas de drenaje.
El objetivo de la obra subterránea. Un estudio geológico bien hecho. Una clasificación convencional de las calidades mecánicas de los terrenos a excavar y revestir. El análisis mecánico del trazado de la obra subterránea. Tipificación de los procesos de avance y consolidación. Los sistemas constructivos en las labores de excavación. Evaluación de los costos en relación a los terrenos perforados.
.
TIPOS DE SUELOS
Suelos sueltos a semicompactos Arenas, gravas, limos, tierra vegetal, arcillas medias con humedad media, escombros de roca. Se usa maquinaria de media a baja potencia: topadores frontales, excavadora universal. Arcillas duras, arcilla esquistosa, marga (roca blanda calizoarcillosa), masa de roca altamente fisurada o estratificada, roca blanda y roca fragmentada por el uso de explosivos. Terrenos que necesitan disgregación con un escarificador o arado. Se usa maquinaria de media a alta potencia. Roca caliza, pizarra, conglomerados y rocas medianamente estratificadas, rocas muy alteradas y minerales blandos. Se usan máquinas de más de 140 hp, siempre se necesitará disgregación mediante explosivos de baja potencia. Rocas calizas duras o silíceas, rocas ígneas y metamórficas y masas de rocas poco alteradas, cuarcita y minerales de baja densidad Sólo pueden ser excavados por máquinas especiales para cada caso, se usan explosivos de media potencia. Rocas ígneas no alteradas como granito, diorita, diabasa, rocas metamórficas duras, minerales densos. Se necesitan máquinas especialmente diseñadas y el uso de explosivos de alta potencia
Suelos compactos a roca blanda
Roca de dureza media
Roca dura
Roca muy dura
1._ TÚNELES DE PEQUEÑA SECCIÓN. ( de 6 a 20 m² de sección transversal)
2._ TÚNELES DE MEDIANA SECCIÓN. ( de 20 a 60 m² de sección transversal)
3._ TÚNELES DE GRAN SECCIÓN. ( de más de 60 m² de sección transversal )
Maquinaria para la construcción de túneles
Técnicas de construcción de túneles y tipos de maquinaria que existen en el mercado. Debido a las particularidades de cada proyecto, tales como la geología, diámetro, longitud del túnel, etc., cada uno necesita una máquina distinta. Aun así, la tecnología que domina el mercado se puede clasificar, en términos generales, en dos tipos:
Los pozos de ataque
La hinca de tubería reduce al mínimo las dimensiones del pozo ataque suficiente para la instalación de un bastidor de empuje. Únicamente dos contenedores, uno con el equipo de mando y servicios generales y otro de decantación, indicarán la existencia de una obra de hinca. Un reducido equipo humano bastará para realizar hincas de varios centenares de metros de longitud.
Escudo abierto con Excavadora
Los escudos abiertos equipados con un brazo retroexcavador se aplican en el arranque de suelos no cohesivos, como gravas, arenas y en general suelos de baja resistencia a la compresión. Las empresas constructoras suelen elegir estos escudos por la facilidad de su manejo en la configuración, ya que son prácticamente iguales que las retroexcavadoras exteriores, y requieren poco personal especializado. Estos escudos son una solución rentable, eficaz y sencilla si el terreno es el mencionado anteriormente. Fotografía de una Excavadora
Hay que reseñar que si el escudo se equipa con una cámara de presurización del frente, se puede utilizar también en terrenos con nivel freático, pero esta solución no se suele aplicar ya que genera unas incomodidades en la utilización de este sistema, a priori tan sencillo que no suele interesar.
1. La hinca de tubos. En este caso, la máquina y los tubos que formarán posteriormente el túnel, se hincan mediante cilindros hidráulicos. 2. Microtuneladoras
El 90 % de las microtuneladoras que se construyen en la actualidad utilizan las ventajas de los lodos bentoníticos para la perforación. Tanto en terrenos rocosos, en gravas, como en terrenos blandos, esta ejecución se ha demostrado que es la más apropiada. En la extracción por bombeo, la suspensión bentonítica tiene dos funciones: 1. Soportar el frente. 2. Actuar como medio de transporte de escombros.
El material de desecho junto con la suspensión se extrae mediante bombas centrífugas a la superficie, donde los lodos bentoníticos se aislarán del escombro mediante una planta separadora y se volverá a inyectar al circuito de alimentación. Ventaja: su uso en niveles freáticos. Se trata por lo tanto de un sistema universal de óptimos resultados. Rueda de corte de roca de una microtuneladora
Esquema de una Excavadora
1. Excavadora. 2. Escudo. 3. Cilindros de mando. 4. Cinta transportadora. 5. Tubo de la máquina. 6. Grupo hidráulico.
Sistema de avance de un topo
La sección de anclaje de un topo comprende: Un carro estructural o back up, un conjunto de zapatas de anclaje denominados codales o grippers, y los cilindros de empuje de la máquina. Los codales o grippers: Son las zapatas que apoyan la máquina contra la roca durante el avance. Deben de soportar la fuerza de empuje necesaria para el avance del topo, proporcionada por los cilindros de empuje y transmitirla a las paredes del túnel. Método de avance: El funcionamiento de un topo se compone de 5 ciclos bien diferenciados: 1. La máquina es acodalada en el túnel. Comienza la excavación. 2. Los cilindros de empuje del cabezal de corte llegan al final de su carrera. Se para la excavación. 3. Los soportes delanteros y traseros se extienden y se retraen los codales. EL cuerpo principal de la máquina o Kelly exterior se desliza suavemente hacia delante. 4. La máquina se alinea usando el soporte trasero. 5. Los codales son extendidos y los soportes recogidos. La máquina está lista para iniciar un nuevo ciclo
FERROVIARIOS
Túneles a cielo abierto ´cut-and-coverµ Método Belga o Método Madrid Método Alemán Método de gran frente abierto Tuneladoras de frente cerrado Entre otros.
Destroza (parte de arriva del tunel tambien llamada bobeda) se realiza con maquina excabadora y se retira la tierra que porcede de la excabacion.
Astiales. Son las paredes del túnel, su excavación se realiza con la misma maquinaria que la bóveda y se refina a mano.
Solera. También llamada contravobeda, cuando se ha excavado hasta el nivel adecuado se comienza la construcción de la solera.
ASPESTOS BASICOS: Los túneles son de las obras de ingeniería de mayor dificultad, tanto su proyecto como su construcción. Gran dificultad, coste y tiempo necesario para realizar sondeos suficientes Escasa representatividad de los reconocimientos puntuales en formaciones complejas Incertidumbre respecto a la extrapolación de los datos geomecánicos Dificultad de estimar con precisión las necesidades de sostenimiento, la afluencia de agua, las condiciones del terreno, etc.
Reconocimiento del suelo Debe alternar prospecciones geofísicas mecánicos (puntuales). A título orientativo: (continuas) con sondeos
Túneles cortos (L<200m): al menos 3 sondeos (central y emboquilles) Túneles largos: Terreno de buena calidad: 1 sondeo cada 800 m Terreno con algunos problemas de estabilidad hidrogeológicos: 1 sondeo cada 500 m Terreno con grandes problemas: 1 sondeo cada 300 m En túneles muy profundos (> 100 m) se encarece mucho el coste de los sondeos y se recurre más a métodos geofísicos Longitud de sondeos: hasta 1 ó 2 diámetros bajo la solera del túnel
e
Es un túnel ferroviario bajo los Alpes en Suiza. Con una longitud de 57 km y un total de 151,84 km de túneles, es el túnel ferroviario más largo del mundo. La perforación concluyó el 15 de octubre de 2010. El proyecto, con un coste de 9.830 millones de francos suizos, consta de dos túneles separados que contendrán una vía cada uno.
O más específicamente el Túnel de base del Brennero . Es un túnel ferroviario proyectado a través del Paso del Brennero en los Alpes y que conectará la ciudad austríaca de Innsbruck con la localidad italiana de Fortezza Tendrá una longitud de 55 km, lo que lo convertirá en el segundo túnel ferroviario más largo del mundo una vez concluido, superado solo por el Túnel de base S an Gotardo. El proyecto prevé dos túneles separados que contendrán una vía cada uno.
Es el túnel ferroviario más largo del mundo. Mide 53 km, con una porción de 23,3 km bajo el lecho marino. Enlaza Honshu con Hokkaidó en Japón. Abrió en el año 1988. Está a 100 m bajo el fondo del mar y a 240 m bajo el nivel del mar. Tardaron 25 años en construirlo.
Túnel de Guadarrama (España) - 28.377 metros. Este túnel tiene el honor de ser la mayor obra de ingeniería civil realizada en España hasta el día de hoy, aunque se ve amenazada por la posible construcción del que algún día unirá España con Marruecos
http://es.wikipedia.org/wiki http://www.fierasdelaingenieria.com/metodos-de-excavacion-de-tunelesmediante-perforacion-y-voladura http://inciarco.com/foros/showthread.php?t=3982 http://www.tudiscovery.com/maquinas_home/maquinas_tuneles/index.shtml http://www.slideshare.net/Irveen/tneles https://www.u-cursos.cl/ingenieria/2007/1/CI52T/1/.../134075 http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:l9EPHfRJ9mcJ:https: //www.ucursos.cl/ingenieria/2007/1/CI52T/1/material_docente/objeto/134075+estudios+p reliminares+del+tunel&cd=1&hl=es&ct=clnk&gl=mx http://www.construmatica.com/construpedia/Estudios_Previos_para_la_Realizaci %C3%B3n_de_Obras_Subterr%C3%A1neas http://www.fierasdelaingenieria.com/metodos-de-excavacion-de-tunelesmediante-perforacion-y-voladura/ http://html.rincondelvago.com/perforaciones.html http://patentados.com/invento/instalacion-para-la-perforacion-de-tuneles.html
FUENTES:
http://www.slideshare.net/Irveen/tneles https://www.u-cursos.cl/ingenieria/2007/1/CI52T/1/.../134075 http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:l9EP HfRJ9mcJ:https://www.ucursos.cl/ingenieria/2007/1/CI52T/1/material_docente/objeto/13 4075+estudios+preliminares+del+tunel&cd=1&hl=es&ct=clnk&gl= mx http://www.construmatica.com/construpedia/Estudios_Previos_p ara_la_Realizaci%C3%B3n_de_Obras_Subterr%C3%A1neas http://www.fierasdelaingenieria.com/metodos-de-excavacionde-tuneles-mediante-perforacion-y-voladura/ http://html.rincondelvago.com/perforaciones.html http://patentados.com/invento/instalacion-para-la-perforacionde-tuneles.html
