1) manual de tÚneles (juan apaclla caja) - i congreso internacional de infraestructura vial...

Upload: minexpon

Post on 16-Feb-2018

359 views

Category:

Documents


8 download

TRANSCRIPT

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    1/70

    M NU L DE TNELES

    ING. JUAN APACLLA CAJADireccin de Normatividad Vial

    Direccin General de Caminos y Ferrocarriles

    M.T.C

    I Congreso Internacional de Infraestructura Vial, Transporte y Maquinarias

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    2/70

    ndice

    Antecedentes

    Estructura del Manual

    Contenido del Manual

    Conclusiones

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    3/70

    OBJETO DEL MANUAL

    .

    Facilitar la labor del Ingeniero proyectista y constructor, para

    conseguir una razonable uniformidad en los diseos yprocesos de construccin.En ningn caso el contenido del manual reemplaza elconocimiento de los principios bsicos de la ingeniera ni a un

    adecuado criterio profesional.

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    4/70

    ANTECEDENTES

    Algunos tneles construidos y por construir

    Tnel Punta Olmpica : Long.: 1384 m

    Tnel Jancapunta : 851 m

    Tnel El Carmen : 470 m

    Tnel Socostaca: 760 m

    Tnel Trasandino (Olmos): 20 kilmetros

    Tnel Yanango: 950 m

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    5/70

    Seccin: 7.45 m x 6.5 m

    Longitud: 1384 m, pendiente : 5

    Altura: 4735 msnm

    Tiempo de ejecucin: Aprox. 10 meses

    TUNEL PUNTA OLIMPICA

    Ref: http//unpload.wikimedia.org

    http://commons.wikimedia.org/wiki/File:T%C3%BAnel_Punta_Olimpica2.jpghttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Panorama_Tunel_Punta_Olimpica.jpghttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Panorama_Tunel_Punta_Olimpica.jpghttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Panorama_Tunel_Punta_Olimpica.jpghttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:T%C3%BAnel_Punta_Olimpica2.jpg
  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    6/70

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    7/70

    Tnel Jancapunta (Huachn-Huancabamba)

    http://www.google.com.pe/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRw&url=http://infraestructuraperuana.blogspot.com/2014/11/tunel-el-carmen.html&ei=Z9tlVbakI4ykgwTHhYOYDg&bvm=bv.93990622,d.eXY&psig=AFQjCNHsyltKX9olJxDSzI51FvYde2EnQA&ust=1432825045683292
  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    8/70

    TUNEL TRASANDINO:

    Ref:www.google.com.pe

    Ref:. El Comercio

    TBM(Tunnel Boring Machine): Tuneladora

    http://www.google.com.pe/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=gkZk15Y-lOHlTM&tbnid=mPls5mHPsdIlAM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.peot.gob.pe/olmos/galeria%20fotografica/Fotos%20Occidente/TBM%20Boca%20de%20Salida/slides/11.%20Tunel%20Trasandino%20-%20Salida.html&ei=GUftU5O1J8HesATK54CYDA&bvm=bv.73231344,d.cWc&psig=AFQjCNEElP687-0D9iWwz9PEeRNtpuq_7g&ust=1408145432042509
  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    9/70

    Ro

    Tarma

    Quebrada

    Carretera

    :Tarma-

    chancham

    ayo

    PROYECTO DE TUNEL

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    10/70

    Cuenca deQuebrada

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    11/70

    Tnel artificial

    PuenteAtirantado

    Tnel Yanango

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    12/70

    100 m130m

    140 m

    Tnel artificial Tnel enroca

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    13/70

    DESARROLLO DEL MANUAL

    Trminos de Referencia Convocatoria Taller de Consulta Proyecto de Manual de Tnel

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    14/70

    TERMINOS DE REFERENCIA (Tde R)

    Mandaba revisar la normatividad internacional existentesobre la materia y evaluar su compatibilidad y grado deadaptabilidad a la realidad peruana; as mismo, revisar yevaluar la normatividad vial nacional relacionada con elproyecto, ejecucin, instalaciones y mantenimiento de

    tneles, muros y obras complementarias de carreteras, entrelos que se encuentran:

    Documentos normativos vigentes sobre la gestin de

    tneles de Europa, Norteamrica y Amrica Latina

    Normatividad Vial vigente del MTC

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    15/70

    REGLAMENTO NACIONAL DE

    GESTIN DE INFRAESTRUCTURA

    VIAL

    PLANTEA DESARROLLAR EL

    MANUAL DE TUNELES

    LA DGCF

    DE ACUERDO A SU FUNCIN

    NORMATIVA

    1. T de R

    2. BASES

    3. FINANCIAMIENTO

    CONVOCA A CONCURSO DE

    MERITOS

    CONVOCATORIA Y EL DESARROLLO DEL MANUAL

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    16/70

    PRESENTA LA PROPUESTA DE

    CONTENIDO Y ESTRUCTURA

    MINIMA DEL PROYECTO DE

    MANUAL

    CONSULTOR GANADOR

    TALLER DE CONSULTA

    PROPUESTA

    TECNICA

    BASES DEL

    CONCURSO

    T de R

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    17/70

    TALLER DE CONSULTA

    27/05/201

    3

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    18/70

    TALLER DE CONSULTA

    Se convoco a representantes de las empresas consultoras, supervisores,constructores, universidades, especialistas de los Entes Ejecutivos del MTC, eintelectuales inmersos en el tema de Tneles.Asistieron aproximadamente 120 personas (8 mesas con 15 personas c/u) .

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    19/70

    TALLER DE CONSULTA

    El Consultor expone laPROPUESTA DE CONTENIDO Y ESTRUCTURA MINIMA DEL

    PROYECTO DE MANUAL

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    20/70

    Mesas de trabajo

    El representante de cada Mesa de Trabajo expone los resultados

    de evaluacin de los temas que les correspondi evaluar

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    21/70

    POSTERIORMENTE EL

    CONSULTOR, TOMANDO EN

    CUENTA LOS RESULTADOS

    DEL TALLER DE CONSULTA,

    PRESENTA EL PROYECTO DE

    MANUAL, EL MISMO QUE

    PREVIA EVALUACIN DE LA

    SUPERIORIDAD ES

    PUBLICADO EN EL PORTAL

    DEL MTC, PARA

    CONOCIMIENTO, EVALUACIN

    Y OPININ DE LA COMUNIDAD

    TCNICA NACIONAL

    http://transparencia.mtc.gob.pe/idm_docs/P_recientes/5800.pdf

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    22/70

    Estructura del Manual

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    23/70

    Primera Parte:

    El proyecto en tneles

    Captulo 1

    Captulo 2

    Captulo 3

    Captulo 4

    Captulo 5

    Captulo 6

    Segunda Parte: La Ejecucin en tneles

    Capitulo 7

    Capitulo 8

    Capitulo 9

    Capitulo 10

    Capitulo 11

    Capitulo 12

    Capitulo 13

    Tercera Parte: Las instalaciones en

    tneles

    Captulo 14

    Captulo 15

    Capitulo 16

    Cuarta Parte:Mantenimiento

    Captulo 17

    Capitulo 18

    Quinta Parte:Costos de inversin

    Captulo 19

    ESTRUCTURA

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    24/70

    Primer Parte: El proyecto en tneles

    Captulo 1:Generalidades

    Captulo 2:Diseo Geomtrico para carreteras

    Captulo 3:Diseo Geomtrico para ferrocarriles

    Captulo 4:Estudios Geolgicos Geotcnicos

    Captulo 5:Clasificacin Geomecnica y Diseo Emprico

    Captulo 6:Clculos de Tneles

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    25/70

    Segunda Parte: La Ejecucin en tneles

    Captulo 7:Excavacin en Tneles

    Captulo 8:Sostenimiento en Tneles

    Captulo 9:Auscultacin en Tneles

    Captulo 10:

    Impermeabilizacin, Revestimiento y Acabados

    Captulo 11:Portal en Tneles

    Captulo 12:Seguimiento y control de obra en los Tneles

    Captulo 13:Seguridad e Higiene de la Obra

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    26/70

    Tercera Parte: Las Instalaciones en tneles

    Captulo 14:Iluminacin

    Captulo 15:Ventilacin

    Captulo 16:Istalaciones de Explotacin y Seguridad

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    27/70

    Cuarta Parte: El Mantenimiento en Tneles

    Captulo 17:Mantenimiento y Reparacin en Tneles

    Captulo 18:Mantenimiento de Instalaciones de Explotacin .

    y Seguridad en Tneles

    Quinta Parte: Costos de Inversiones en Tneles

    Captulo 19:Costos de Inversiones en Tneles

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    28/70

    Contenido del Manual

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    29/70

    USOS

    SECCIN

    MATERIAL

    CARRETERAS

    FERROCARRILES

    HIDRAULICOS

    OTROS

    CIRCULARHERRADURA -

    RECTANGULAR

    GEMELOS

    MULTIPLES

    OTROS

    AISLADOS

    ROCA

    SUELO

    ARTIFICIAL

    CLASIFICACIN DE LOS TNELES

    DEFINICIONES

    Para obtener una interpretacin uniforme del Manual de Tneles, seha formulado un vocabulario.

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    30/70

    El proyecto en tneles (06 Captulos)

    TOPOGRAFIA

    PORTAL

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    31/70

    DISEO GEOMETRICO DE TNELES P R

    C RRETER S

    Un tnel es una infraestructura tridimensional donde

    el diseo geomtrico debe ser definido de acuerdo atres elementos bsicos: Lmite de velocidad. Condiciones de funcionamiento. Altura mximo (Glibo)

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    32/70

    DISEO GEOMETRICO DE TNELES P R

    C RRETER S

    Distancia de visibilidad en

    un tnel

    Planta

    DG-2013

    Perfil

    longitudinal

    DG-2013

    Distancia de

    visibilidad de parada

    Longitud tnel (m) 1000

    Rampa mxima ( )

    Pendiente en subida

    positiva

    6

    4

    3

    3

    2

    2

    Pendiente mxima ( )

    Pendiente en bajada o

    negativa

    8

    8

    5

    4

    4

    4

    PENDIENTES Y RAMPAS MXIMAS

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    33/70

    H

    (Para absorber los movimientos verticales)0.20 m0.30 m (Confort y seguridad )

    h (Evitar posibles daos al equipamiento del tnel)

    Segn convenio de Ginebra (H=4.30m). Glibo = 4.80mReino Unido, glibo = 5.35 mEEUU (En otras carreteras , 4.30 m) = 4.90m(AASHTO: 4.30 4.9 m, mnimo deseable*)

    Glibo

    * Sin embargo, la altura libre mnima no debe ser inferior a la altura mxima de carga legal de cada Estado enparticular y es deseable proporcionar un subsidio (en altura( para la futura repavimentacin de las carreteras

    Secciones Transversales, (DG-2013)

    Una calzada Doble calzada

    Glibo (5.50m)

    http://www.google.com.pe/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRw&url=http://www.encamion.com/camion/encamion/renault/trucks/t/camion/ano/2014/espana/premio/transporte/3&ei=uPMjVeXnHYirgwTW54DoCQ&bvm=bv.89947451,d.b2w&psig=AFQjCNGOxgOOKuAFuZt5RmaBmmSlT3SC6g&ust=1428505862931190
  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    34/70

    Bajo el concepto de funcionalidad del tnel, existe antecedentesde diseo y construccin de tneles urbanos para vehculosmenores de glibo reducido. Es importante identificar las

    caractersticas fsicas mximas del vehculo menor a tomarcomo referencia para el diseo, stas deben ser similares enforma, rendimiento y velocidad (por seguridad vial). El glibodeben tomar en cuenta el aspecto operativo de los vehculos deemergencia, (bomberos, ambulancias, etc.)

    H

    (Para absorber los movimientos verticales)0.20 m0.30 m (Confort y seguridad )h (Evitar posibles daos al equipamiento del tnel)

    Glibo = ?

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    35/70

    DISEO GEOMETRICO DE TNELES PARA CARRETERAS

    INDICE

    Diseo geomtrico en planta.

    Consideraciones del diseo en

    planta.

    Tramos en tangente.

    Curvas circulares y peralte.

    Curvas de transicin.

    Visibilidad de parada.

    Diseo geomtrico en perfil.

    (Drenaje, ambientales, capacidad)

    Pendiente.

    Curvas verticales.

    Coordinacin entre la alineacin

    horizontal y el perfil longitudinal.

    .

    Seccin transversal

    .Ancho de plataforma.Glibo.Ancho en veredas.Instalaciones.Excavacin del tnel.

    Elementos de seguridad.Conexiones transversales.Bahas para estacionar.Nichos de Auxilio.

    Cartografa y topografa

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    36/70

    El trazado en planta de un ferrocarril se logra de la adecuada combinacin

    de sus elementos.Para el diseo de estos elementos se seguirn las consideraciones y lascaractersticas mximas y mnimas que figuran en las Normas yEspecificaciones Tcnicas para el Diseo de Vas Frreas en el Per denoviembre de 1978" y Norma europea UNE-EN-13803-1de septiembre de

    2011).

    DISEO GEOMETRICO DE TNELES PARA FERROCARRILES

    Especifica las

    reglas y lmites

    que determinan

    define los parmetros

    mximos de diseo del

    trazado de la va

    La velocidad

    admisible de un

    trazado especfico

    Alternativamente, para

    una velocidad admisible

    especifica

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    37/70

    Diseo geomtrico en planta. Consideraciones del diseo en

    planta. Tramos en tangente. Curvas circulares y peralte. Curvas de transicin.

    Diseo geomtrico en perfil. Gradiente de la va. Curvas verticales.

    Coordinacin entre la alineacin

    horizontal y el perfil longitudinal.

    Seccin transversal.

    Ancho de plataforma. Glibo. Ancho en veredas. Instalaciones. Excavacin del tnel.

    Doble va, Va unidireccional.

    Elementos de seguridad. Salidas de emergencia a la

    superficie lateral y/o vertical. Salidas transversal al otro tubo. Soluciones tcnicas alternativas.

    Cartografa y topografa.

    DISEO GEOMETRICO DE TNELES PARA FERROCARRILES

    INDICE

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    38/70

    ESTUDIOS GEOLGICOS Y GEOTCNICOS

    Reconocimiento de superficie.

    Ensayos in-situ.

    Para el Proyecto de un tnel es de mucha importancia el conocimiento del

    terreno por el cual va a discurrir el mismo. De ella depender los otros factores.

    Investigacin geolgica del subsuelo.

    Recopilacin de informacin existente

    Ensayos de laboratorioAnlisis de riesgo geolgico

    Clasificacin geomecnica y diseoemprico

    Modelo geolgico

    Ensayos de laboratorio

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    39/70

    Reconocimiento de superficie.Cartografa de afloramientos.

    Estaciones geomecnicas.Hidrogeologa.

    Calicatas.Investigacin geolgica del subsuelo.

    Tcnicas geofsicas.Mtodos Ssmicos.Mtodos elctricos.Mtodos electromagnticos.

    Georadar.Diagrafas geofsicas.Borehole televiewer.

    Sondeos.Suelos.Macizos rocosos.

    Ensayos in-situ.Suelos.

    Ensayo de penetracin estndar (SPT).Penetrmetros.Ensayo presiomtrico (PTM).Ensayo de Molinete.Piezomtricos.Ensayo lefranc.

    Macizos rocososMuestras de testigo.Sondeos.

    Permeabilidad.Estado tensional.

    Ensayos de laboratorio.Ensayos de identificacin.

    Suelos.Anlisis granulomtrico.Limites de atterberg.Otros ensayos de identificacin.

    Macizos rocosos.Petrologa y Minerologa.Densidad y Humedad.

    Parmetros de resistencia.Ensayo de compresin simple.Ensayo de corte directo.Ensayo triaxial.Otros ensayos de laboratorio.

    Anlisis de riesgos geolgicos.Generalidades.

    Comportamiento del terreno.El frente del tnel.

    Tipos de riesgos. Segn las condiciones de trabajo.

    Agua a presin,Zonas no consolidadas.Descostramiento y estallido de rocas.Escaso confinamiento.

    Bloques.Expansividad.Plastificacin intensa.Gas, otros aspectos.

    Segn el mtodo de excavacin.Mtodos convencionales.Tneladoras.

    Segn el diseo y la planificacin del tnel. Ssmicos y por deslizamiento. Glaciolgico y por deslizamiento. Hidrogeolgico.

    ESTUDIOS GEOLGICOS Y

    GEOTCNICOS

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    40/70

    CLASIFICACIN GEOMECNICA Y DISEO EMPRICO

    Generalidades.

    Clasificaciones antiguas.TERZAGHI.LAUFFER.DEERE ET.RSR

    Clasificaciones modernas.

    Clasificacin de BIENIAWSKI (RMR).Clasificacin de BARTON (Q).Correlacin entre RMR y Q.Clasificacin GSI (Geological Strengh Index).

    Permite hacer una clasificacin de rocas in situ, y

    estimar el tiempo de mantenimiento y longitud de un

    vano. Consta de un ndice de calidad

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    41/70

    CLCULO DE TNELES

    .

    Mtodos analticos. Continuos. Convergencia confinamiento. Equilibrio lmite.

    Bedded-Beam-Spring.

    Comportamiento y caracterizacin de losmacizos rocosos.

    Criterios de rotura.Comportamiento elstico.

    MOHR COULOMB.GRIFFITH.DRUCKER-PRAGER.HOEK-BROWN

    Obtencin de parmetros. Estimacin de propiedades del

    macizo rocoso.

    Modelos numricos Mtodos de anlisis. Elementos finitos y

    diferencias finitas. Elementos discretos y lmite. Modelos geomtricos. Discretizacin. Modelizacin del proceso

    constructivo. Modelo onstitutivo. Avances en los modelos

    numricos

    Presenta un resumen de los mtodos de diseo

    disponibles, para el sostenimiento primario y definitivo.

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    42/70

    EJECUCION EN TUNELES

    Mediante perforacin y voladura

    Excavacin mecnica

    Eleccin del sistema de excavacin

    Mtodo de excavacinSistema de excavacin

    La excavacin en la ejecucin de una obra

    subterrnea, viene asociada a la naturaleza

    del terreno y en su conjunto al macizo

    rocoso y con el mtodo constructivo.

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    43/70

    EXCAVACIN EN TNELES

    CICLO DE TRABAJO

    Mediante perforacin y voladura

    ESQUEMA

    DEL PLAN

    DE TIRO

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    44/70

    EXCAVACIN EN TNELES

    Excavacin mecnica

    EXCAVACIN DEL FRENTE DE EXCAVACIN MEDIANTE

    RETROEXCAVADORA CON MARTILLO HIDRULICO

    FRESADORA CON

    CABEZA

    GIRATORIA TIPO

    MILLING

    12

    34

    5

    1 Tuneladora abierta2 Tipo doble escudo3 Tipo escudo simple4 Tipo EPB (Earth Pressure Balance),

    5 Tipo Hidroescudos

    Tuneladora, T.B.M.(Tunnel Boring Machine)

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    45/70

    Excavacin mediante perforacin yvoladura.

    Generalidades.Perforacin y maquinaria deperforacin.Explosivos.Voladuras.Vibraciones.Desescombro y saneo.

    Excavacin mecnica.Generalidades.Excavacin con retroexcavadora ymartillo hidrulico.Excavacin con rozadoras.

    Excavacin con tuneladoras.Tuneladoras abiertas o topos.Tuneladoras escudadas(escudo simple).Tuneladoras con doble escudo.Tuneladora EPB.Hidroescudos.

    Desescombro.Eleccin del sistema de excavacin.

    Mtodos de excavacin.Mtodo belga.Nuevo mtodo austriaco (NATM).Sostenimiento concreto lanzado ycerchas (SCLC)

    EXCAVACIN EN TNELES

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    46/70

    SOSTENIMIENTO EN TNELES

    En la etapa de Proyecto se disean varios tipos de sostenimiento a aplicar

    segn sea la calidad de la roca.

    Diseo de sostenimiento

    Concreto lanzado

    Pernos de anclaje

    Cerchas

    Dovelas

    Tratamientos especiales

    Anillo de roca

    El anillo de roca es el principal elemento que proporciona estabilidad a la excavacin, afin de evitar que el terreno pierda propiedades por efecto del proceso constructivo oincluso que las mejore, inmediatamente tras la excavacin del tnel se coloca unsostenimiento primario que estabiliza el tnel, mas adelante en funcin a otrosfactores (presencia de agua o aspectos funcionales,) se puede colocar o no el

    sostenimiento definitivo.

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    47/70

    Generalidades.

    Concepto del sostenimiento.Diseo del sostenimiento.

    Concreto lanzado.Fabricacin.Transporte.

    Sistemas de proyeccin.Acelerantes de fraguado.Puesta en obra.

    Pernos de anclaje.Tecnologa de pernos de anclaje.

    Acciones de refuerzo.Control del perno de anclaje.

    Cerchas.

    Necesidades, requisitos yespecificaciones.Condicionantes.Tipos.Elementos auxiliares.

    Dovelas.Tipos de anillo.Colocacin.Forma de las dovelas.Juntas y elementos de fijacin.Armaduras.

    Fabricacin.

    Tratamientos especiales.Refuerzo sobre la clave del tnel.Proteccin en obras urbanas.

    SOSTENIMIENTO EN TNELES

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    48/70

    La auscultacin es la comprobacin definitiva que el conjunto obra-

    entorno resulta en condiciones de estabilidad dentro de la seguridad

    .

    AUSCULTACIN EN TUNELES

    INSTRUMENTALIZACIN DE UNA SECCIN DE AUSCULTACIN EN UN TNEL EXCAVADO MEDIANTE PERFORACIN

    Y VOLADURA

    Clulas de presin

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    49/70

    Instalacin deClulas de presin

    Inclinmetro

    Extensmetro de cuerda vibrante

    Extensmetrode varilla

    Conocido el mdulo de elasticidad (en el acero) o el mdulo de Young (en el concreto) y su deformacin nos daruna idea del estado tensional al que est sometido el elemento estructural

    Control topogrfico yOtros (Piezmetros,pozos de observacin

    Plan de auscultacin debe ser adaptable y se base siempre en el ltimo

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    50/70

    REFERENCIA DE PARTIDA DE:

    FRECUENCIAS DE LECTURA. TRABADA, GONZALEZ Y DEZ (2010)

    Plan de auscultacin, debe ser adaptable y se base siempre en el ltimoplan de auscultacin realizado ,incluye tres fases:PROYECTOOBRA -- CONSERVACIN

    Generalidades.Control de medidas einstrumentacin.

    Auscultacin de movimientos.Control topogrfico.Inclinmetros.

    Extensmetros.Extensmetros.Cintas extensmetricas ode convergencia.

    Auscultacin de tensiones.Clulas de presin.Clulas de carga.

    Auscultacin de la presin

    intersticial.Pozos de observacin.Piezmetros decasagrande.Piezmetros cerrados.

    Plan de auscultacin.Anlisis, interpretacin y evaluacinde los resultados

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    51/70

    Su objetivo es controlar el agua infiltrada a travs del macizo rocoso de manera que pueda ser

    captada y conducida a los ductos de drenaje situados en la base del tnel. Su eficacia depender

    del caudal de infiltraciones y grado de dispersin y tipo de revestimiento empleado

    IMPERMEABILIZACIN, REVESTIMIENTO Y

    ACABADOS

    LMINA IMPERMEABILIZANTE

    DOVELAS DE CONCRETO REFORZADO

    CON JUNTA ELASTOMRICAMINA IMPERMEABILIZANTE DE PVC Y CARRO DE ENCOFRADO DE

    CONCRETO EN MASA

    Captacin de agua bajo elpavimento: Tubos drenes longitudinales

    Colector drenante Zanjas drenantes Lecho o base drenante

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    52/70

    IMPERMEABILIZACIN, REVESTIMIENTO Y

    ACABADOS

    Impermeabilizacin.Obra subterranea nueva.Impermebilizacin posterior orefuerzo de la existente.Tneles a cielo abierto.

    Revestimiento.

    Generalidades.Concreto lanzado.Concreto prefabricado.Revestimientos de concretoreforzado.

    Drenaje.

    Acabados.Pavimento.Elementos laterales.

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    53/70

    PORTAL

    PERSPECTIVA DE UN EMBOQUILLE EN

    TRINCHERASECCIN DE UN PORTAL CON LA

    RESTITUCIN DE LA LADERA

    Es la interseccin del tnel con el desmonte de acceso. De manera ms general seaplica al desmonte previo y a los primeros metros del tnel (15-30 m).

    Es la zona ms delicada de todo el tnel. El portal est prximo a la superficie y elmacizo rocoso suele estar ms alterado. Cualquier inestabilidad en el frente, en elportal se multiplica sus efectos.

    Zonas en un portal tpico:

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    54/70

    Generalidades.

    Situacin del portal.Inestabilidad en los portales.

    Generalidades.Medidas de correccin yproteccin del talud.

    Tipologia del portal e integracin en el

    entorno.

    PORTAL

    Encaje deun portal

    Portal Picode flauta

    Excavacin del frenteen los primerosmetros

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    55/70

    SEGUIMIENTO Y CONTROL DE OBRA

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    56/70

    Es necesario un control y un seguimiento tanto de ejecucin como presupuestario,

    debido principalmente, a posibles condicionantes no contemplados en el proyecto.

    Tareas que normalmente son desarrolladas por una asistencia tcnica a la direccin

    de las obras.

    CONTROL

    GEOMTRICO

    REPLANTEO DEL FRENTE

    DE EXCAVACINPANTALLA DE GUIADO EN UNA

    TUNELADORA

    COMPROBACIN DE GLIBO MEDIANTE

    ESCANEADO LSER

    CONTROL DE AVANCE

    SEGUIMIENTO DEL AVANCE DURANTE LA EXCAVACIN DEL FRENTE

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    57/70

    Generalidades.

    Revisin del proyecto.

    Control de la excavacin.Control geomtrico.

    Control de avance.

    Control geolgico- geotcnico.Seguimiento del frente deexcavacin.Auscultacin.Control hidrogeolgico

    SEGUIMIENTO Y CONTROL DE OBRA

    Control del sostenimiento.Control del sostenimientoaplicado.Control de calidad.

    Zona del portal.Tnel.

    Control del revestimiento.Control geomtrico.Control de calidad.

    Seguimiento tcnico, econmico y

    temporal.

    Informe final de obra ejecutada.

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    58/70

    Montaje de instalaciones.Cerramiento.

    Instalaciones de higiene y bienestar.Instalacin elctrica,de agua.Instalaciones de explosivos.Taller mecnico.Zona de limpieza de vehculos.Parque de reparacin de armaduras.

    Depsito de almacenamiento.Parque de fabricacin de dovelas.

    Ejecucin de accesos.Excavacin a cielo abierto.Pozo de ataque.

    Excavacin y avance del tnel.

    Portal de entrada y salida.Avance con retroexcavadora.Rozadora, Explosivos.

    Instalaciones del tnel.Ventilacin, Instalacin elctrica.Instalacin de aire comprimido.

    Sostenimiento.Pernos de anclaje,

    Concreto lanzado, Cerchas.Placas desplegadas (BERNOLD).Tratamientos especiales.

    Revestimiento y falsos tneles.Impermeabilizacin.Concreto in-situ.

    Elementos prefabricados.Acabados e instalaciones definitivas.Sistemas de ejecucin de tneles conmquinas integrales.

    Montaje y desmontaje.Utilizacin y mantenimiento.

    Higiene.Contaminantes fsicos.Contaminantes qumicos.Contaminantes biolgicos.

    Planes de emergencia, alarma y evacuaciEntorno.

    SEGURIDAD E HIGIENE DE LA OBRA

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    59/70

    INSTALACIONES EN TNELES

    ILUMINACIN

    Uno de los componentes esenciales

    para la seguridad del usuario es una

    correcta iluminacin en el tnel

    VENTILACIN

    Mantener durante la explotacin unas

    condiciones de limpieza y ausencia de

    contaminantes en el aire

    Debe permitir una mejora de las

    condiciones de seguridad del tnel en

    caso de incendio.

    ISTALACIONES DE

    EXPLOTACIN Y SEGURIDAD

    Los equipamientos de explotacin deben

    permitir:

    Que el tnel cumpla su funcin de

    circulacin del trnsito y asegure el confort y

    la seguridad de los usuarios.

    Estar adaptados a la funcionalidad del tnel,

    a su localizacin geogrfica, a las

    caractersticas del trnsito vehicular

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    60/70

    Generalidades.

    Zonas de alumbrados en los tneles.Zonas de acceso.Zona de Umbral.Zona de transicin.Zona interior.Zona de salida.

    Criterios para la iluminacin.Iluminacin en la zona de accesos.Iluminacin en la zona de umbralIluminacin en la zona detransicin.

    Iluminacin en la zona interior deltnel.Iluminacin en la zona de salida deltnel.

    Equipos, lmparas y luminarias.Bandejas, cajas de conexin ycableado.

    Lmparas.Luminarias.Tecnologa led.

    Emplazamiento y colocacin.Situacin.Disposicin.

    Condiciones de servicio de unainstalacin de iluminacin.

    Estados de funcionamiento.Control y regulacin.

    ILUMINACION EN TUNELES

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    61/70

    VENTILACION EN TUNELES

    SECCIN TIPO DE TNEL CON ELEMENTOS

    DE SEGURIDAD

    EMPLEO DE LA VENTILACIN EN CASO DE INCENDIO:

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    62/70

    A) VENTILACIN LONGITUDINAL; B) VENTILACIN LONGITUDINAL CON

    EXTRACCIN MEDIANTE POZOS VERTICALES; C) VENTILACIN

    TRANSVERSAL; D) VENTILACIN TRANSVERSAL EMPLEADA CON

    ESTRATEGIA LONGITUDINAL

    VENTILACION EN TUNELES

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    63/70

    Generalidades.Tipos de ventilacin.

    Ventilacin natural. Ventilacin longitudinal.

    Ventilacin semitransversal. Ventilacin transversal.

    Alcances de la ventilacin natural.Determinacin de las necesidades del airefresco.

    Dilucin de monxido de carbono(CO).

    Dilucin de los xidos de nitrgeno

    (NOX). Dilucin de humos de los vehculos

    (OPACIDAD). Incendio.

    Polucin en el aire del portal.

    Incendios en tneles. Sistemas de deteccin automtica

    de incendios. Sistemas de deteccin manual de

    incendios. Galeras de escape. Pruebas de humo

    Clculo de equipamientos y diseo de laventilacin.

    Calculo de equipamientos y diseo de laventilacin.

    Alcances de la ventilacin natural. Diseo del sistema de ventilacin

    forzada. Caudal y seccin til, clculo de la

    velocidad del aire.Limitacin de la concentracin demonxido de carbonoLimitacin de la concentracin dedixido de carbono,reduccin de lavisibilidad por causas de los humos

    Potencia necesaria para la ventilacindel tnel

    Determinacin del tipo de ventiladores ynmero de ellos.

    Ventiladores de chorro,Axiales de granpotencia,Centrifugos.Nmero y potencia de ventiladores.

    Salidas del aire viciado.

    Condiciones de servicio.

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    64/70

    Generalidades.Criterio de eleccin de equipos.

    Parmetros de seguridad.En tneles carreteros.En tneles ferroviarios.En tneles urbanos.

    Estudios y anlisis de riesgos.Organizacin y medios.Planes de seguridad e intervencin(PSI).

    Instalaciones de seguridad en tneles.

    Control de trfico, sealizacin ybalizamiento.Sistemas contra incendio.

    Ventilacin y extraccin de humos.Iluminacin.Suministro elctrico.Equipamiento elctrico.Circuito cerrado de televisin.Deteccin automtica de incidencias(DAI).Sistema de comunicaciones.Gestin centralizada (sala tcnica yde control).Estaciones remotas.Equipamento hidrulico.

    Instalaciones de reserva.Prisma de reserva.

    INSTALACIONES DE EXPLOTACIN Y SEGURIDAD

    MANTENIMIENTO Y REPARACION DEL TUNEL

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    65/70

    Generalidades.

    Patologas de tneles.Degradacin del terreno.Deterioro delsostenimiento y delrevestimiento.

    Mtodos de estudio.Inspeccin visual.

    Sondeos.Mtodos geofsicos.

    Mantenimiento sistemtico.Metodologa deinspeccin.Inpeccin visualrutinaria.Limpieza.Reparaciones de daospor accidentes.Revisin del pavimento

    y la sealizacin

    MANTENIMIENTO Y REPARACION

    MANTENIMIENTO DE INSTALACIONES DE EXPLOTACIN Y

    SEGURIDAD

    Mtodos de reparacin.

    Reparacionesprovisionales.Reparaciones en tnelesno revestidos.Reparaciones en tnelesrevestidos.Tratamiento del terreno.Reparaciones en

    revestimiento de ladrillo omanpostera

    MANTENIMIENTO DE INSTALACIONES DE EXPLOTACIN Y SEGURIDAD

    Generalidades.Mantenimiento de instalaciones de explotacin y seguridad.

    Manual de explotacin del tnel.

    Plan de mantenimiento.Mantenimiento rutinario preventivo.Mantenimiento peridico correctivo.

    Metodologa de inspeccin de tneles.Plan de formacin.

    MANTENIMIENTO Y REPARACION DEL TUNEL

    COSTOS DE INVERSION EN TUNELES

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    66/70

    El costo de un tnel, es uno de los temas con ms variabilidad respectode las estimaciones iniciales debido a la larga lista de factores queinfluyen.

    Para la correcta evaluacin de los costos en la construccin de tneles esnecesario recoger la experiencia de cada zona de los ltimos aos,mediante la realizacin de un estudio histrico de la experiencia peruana

    en construccin y explotacin de tneles, que permitiese conocer elestado del arte y poder tener un punto de partida para la evaluacin deinversiones.

    La determinacin preliminar del costo del tnel (en este proyecto demanual), esta basado en el trabajo base realizado en Une meilleure

    connaissance des cots, facteur de dveloppement des tunnels routierseuropens (Una mejor comprensin de los costos, factor de desarrollo de tneles de carreteraeuropeos)- Constantin, Bernard; Prard, Michel. 1990.

    Es un punto de partida mientras no se efecte una estadstica de datoscosto /plazo histricos de Per.

    Tnel El Carmen (470 m) + Socostaca (760 m) = $ 73 millones ($ 60,000/m)

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    67/70

    RESUMEN

    El manual es una gua de consulta que permitir a losespecialistas atender los proyectos de tneles en lo que respecta:

    EstudiosDiseoConstruccinMantenimiento

    Este Manual permitir modernizar el diseo de carreteras dentro

    de niveles de servicio concordantes a las necesidades dedesarrollo del pas, principalmente en la zona de sierra y selvadel pas.

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    68/70

    El presente proyecto de Manual, rene nicamenteinformacin relativa a los llamados tneles de carreteras oautopista excavados en el interior de terreno rocoso omacizo rocoso. No se consideran los aspectos constructivosde:

    Falsos tneles urbanos, excavados al abrigo de pantallas,

    o tneles subfluviales mediante cajones, tnelesexcavados en mina en terrenos sueltos, ya que el diseoy construccin de estos tneles requieren un tratamientoms especfico que se sale de los objetivos de este

    Manual.

    RESUMEN

    El manual de tneles tiene como propsito principal, optimizar

    el diseo y construccin de los tneles que permita consolidar

    esta solucin en nuestro medio como una alternativa

    sostenible en la construccin de vas terrestres.

    http://transparencia.mtc.gob.pe/idm_docs/P_recientes/5800.pdf

    COMENTARIO

  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    69/70

    COMENTARIO

    El proyecto de Manual de Tnel, estuvo publicada

    en la pgina web del MTC, vencido el plazo, seesta trabajando internamente para su edicinfinal, sin embargo, agradeceremos nos haganllegar sus comentarios, crticas, aportes, etc.,principalmente a temas referidos a:

    A la estructura mostrada Al contenido

    Responde a la necesidad tcnica local. Responde al estado del arte actual de

    diseo, construccin y explotacin detneles.

    [email protected], [email protected]

    mailto:[email protected]:[email protected]
  • 7/23/2019 1) MANUAL de TNELES (Juan Apaclla Caja) - I Congreso Internacional de Infraestructura Vial Transporte y Maquinarias

    70/70

    Gracias