caminos i tuneles

1. Puentes2. Viaductos3. Muros4. túneles

Infraestructura Vial terrestre

4. 1.1 Túneles en zonas urbanas o industriales

• Se deberán verificar y justificar los movimientos inducidos en los contornos por el trazado y morfologíadel túnel elegido• Su influencia, riesgo y posibles daños, en lasedificaciones, servicios o instalaciones próximas• La ausencia de anomalías en aquéllas, tales comoinclinaciones, fisuraciones o roturas

4. 1.2 Túneles de carretera

• Independientemente de las condicionantes procedentes del trazado general de la carretera, de las características geológico-geotécnicas del terreno, o de otras causas como las recomendaciones medioambientales, el trazado de los túneles deberá respetar la normativa vigente de trazado de carreteras y, salvo expresa justificación en contrario, los máximos valores de rampas y pendientes serán el 3 y el 5 por 100, respectivamente.

4. 1.2 Túneles de carretera (cont.)

• Se estudiarán las medidas conducentes a eliminar o paliar el posible efecto del deslumbramiento del conductordel vehículo, a la salida del túnel, en especial cuando la alineación de la obra en esta zona es poco diferente de la orientación de los rayos solares en algunas horas del día.

4. 1.2 Túneles de carretera (cont.)

• Cuando se trate de autopistas y se proyecte la construcción de túneles separados para cada dirección, se estudiará la sepa-ración entre ambos, en función de las características del terreno,métodos y secuencias constructivas de ambas perforaciones demanera que se eviten interferencias que pudieran producirinestabilidades o disminución significativa de la seguridad en el sostenimiento o revestimiento. Esta circunstancia será especialmente atendida en las zonas próximas a las salidas, o en zonas de eventuales subsidencias que eventualmentepudieran afectar a edificios o instalaciones próximas .

4. 1.2 Túneles de carretera (cont.)

• Salvo justificación en contrario, en túneles paralelos delongitud mayor de 1 kilómetro se construirán conexiones entre ambos, a distancias y dimensiones adaptadas a las necesidades del tráfico o a otros objetivos de ventilación yseguridad

4. 1.3 Túneles de ferrocarril

• El trazado, en planta y elevación, de los túneles de ferrocarril, se efectuará en su caso, de acuerdo con las Especificaciones técnicas establecidas por el Ministeriode Transportes y Comunicaciones

4. 1.3 Túneles de ferrocarril (cont.)

• Además de los condicionantes procedentes del trazadogeneral del ferrocarril, de las características geológico-geotécnicas del terreno, o de las otras causas como las recomendaciones medioambientales, el trazado de los túnelesdeberá tener en cuenta los condicionantes derivados de laconstrucción y explotación (drenaje, renovación del aire, etc.).

4. 1.3 Túneles de ferrocarril (cont.)

Así pues, y salvo expresa justificación en contrario, los valoresmáximos y mínimos de rampas y pendientes serán los siguientes:- Pendiente mínima : 0,5 por 100.- Pendiente máxima para tráfico mixto

(viajeros y mercancías): 1,25 por 100.- Pendiente máxima para tráfico exclusivo

de viajeros : 3 por 100.En túneles paralelos se estudiará la posible conexión entre ambos.La distancia ente conexiones y sus dimensiones se adaptarán alas necesidades del tráfico.

4. 2 Documentos del proyecto.

En el caso de que la obra subterránea forma parte de un proyecto que incluya otras obras, los documentos de éste deberán contener los apartados y artículos específicos de aquélla, análogos a los que requiere un proyecto independiente

En la Memoria y en sus anexos se describirán y justificarán lasobras de acuerdo con las prescripciones contenidas en la presenteInstrucción. En particular se incluirá un anexo que estudie los costos de explotación.

En el documento Planos se incluirá la definición longitudinal ytransversal de los accesos, salidas, tramos subterráneos. Se establecerán cuantas secciones tipo sean precisas para cubrir las circunstancias previsibles en la obra.

En el documento Presupuesto se incluirán el cuadro de precios, las mediciones y el presupuesto parcial de la obra subterránea.

Lo establecido en este apartado se entenderá sin perjuicio de lodispuesto en la legislación de Contratos de las Administraciones Públicas.

4. 3 Tipos de Construcción

Se pueden construir de dos formas:

• A cielo abierto : de poca profundidad “metro, viaductos“• Mediante perforaciones: “verdadero túnel“

4. 4 Documentación necesaria

Licencia de Construcción:• Certificados geológicos• De suelos• Mecánica de Rocas

Perforaciones de campoEnsayos de campoEnsayos de laboratorio

a) Pendiente del deslizamiento

Dirección de deslizamiento

• Perforaciones de campo

• Perforaciones de campo

Perforaciones de reconocimiento

Plano en elevación geológico con los estratos existentes

Plano en planta geológico con los límites de los estratos existentes al nivel del túnel

Se requerirá la determinación de los siguientes valores de la zona o sector de ejecución del túnel:

E, su, eu, f', c', g (Indice u: “último“= estado de rotura.)

En Túneles “No siempre es posible determinarlos!“

• Ensayos de campo y laboratorio

• Propiedades del material

Roca Resistencia, MPa MóduloElástico, MPa

• Propiedades del material

Roca Resistencia Cohesión Angulo fricción

Roca fija

Roca suelta

4. 5. Módelos de cálculos• Generalidades

Material

Carga

Seguridad

Edificaciones Túneles

Las propiedades del material son definidas y pueden ser comprobadascon control

Las cargas para las mediciones respectivas son conocidas

El material con todas sus dimensiones desconocidas es el mismo monte o cerro

Solo debido a suposiciones sobre las probables cargas se pueden hacer cálculos, es decir, son desconocidas

Debido a que son conocidos el material y las cargas, se pueden calcular los estados de rotura para la seguridad

Debido a la cantidad de datos desconocidos no es posible dar una seguridad cuantitativa del túnel

Desventaja: aplicación de carga a través de Flexión

Deformación: elipse recostada

ventaja: aplicación de carga a través de fuerzas normales

Deformación: acortamiento radial

• Generalidades

Esfuerzo primario horizontalEsfuerzo vertical

Túnel

• Cargas

• método del módulo del lecho

Sistema Estático “módulo de lecho”

resortes

Campo libre del lecho

• método de cálculo

En rocas sueltas se puede distinguir dos campos definidos:superficial

profundas

Cimbra libre

Cimbra no libre

Altura sobre la cimbra

Diámetro del túnel

• método del continuo

láminalámina

• método de servicio

4. 6 Conducción del tunel (material suelto)

cuchillo

Perfil del cuchillo

cuchillo

Probable rotura sin uso de cuchillos

Escudo de cuchillos

Dirección de hincado

Grupo de cuchillos

Arcos de acero

4. 6 Conducción del tunel (material suelto) (cont.)

A medida que la máquina va perforando la roca, unas cintas transportadoras alejan los fragmentos del cabezal. Según avanza la perforadora se construyen nuevos segmentos de hormigón para revestir y sostener el túnel. Los segmentos ofrecen además una superficie firme para que se apoye la perforadora, que a veces avanza a más de 5 m por hora

Las perforadoras de túneles taladran la roca con un cabezal de corte. El cabezal giratorio, que puede tener más de 5,5 m de diámetro, está dotado de varias cuchillas en forma de disco.

4. 7 Conducción del tunel (material fijo.)

topo. máquina alargada con una cabeza circular cortante que gira y avanza mediante energía hidráulica. En la cabeza cortadora hay unos discos de acero que arrancan la roca de la pared según gira el conjunto. Ventajas considerables sobre la utilización de explosivos. El túnel se puede abrir exactamente del tamaño deseado y con paredes lisas, lo que es difícil de conseguir con explosivos, que con frecuencia abren huecos mayores que el precisado. También se eliminan los riesgos de accidentes por explosiones y el ruido; los trabajadores no están expuestos a humos y gases nocivos y pueden transportar los trozos de roca sin tener que parar para realizar explosiones. Un topo puede avanzar unos 76 m por día, según sea el diámetro del túnel y el tipo de roca en el que se excava.Desventajas. Son muy costosos y la cabeza cortadora ha de fabricarse a la medida del túnel; no se pueden utilizar en suelos blandos, lodo o barro, ya que en vez de avanzar se hunden.

RIESGOS DE CONSTRUCCIONLas técnicas de perforación no han eliminado los peligros que implica la excavación de túneles.El agua si no está recubierto con hormigón o selladores plásticos, irrumpe a un ritmo de 72.000 litros por minuto.tiene que bombearse al exterior, retrasa la excavación, molesta a los trabajadores, puede derrumbar las paredes y el techo del túnel y daña los equipos. ( congelar la zona). A excepción de algunos túneles de transporte de agua y residuos, en los que las filtraciones no son un inconveniente, los túneles se entiban de modo permanente con maderas, hormigón o acero, o una combinación de los tres.El polvo de las explosiones retrasa la excavación y puede producir enfermedades a los trabajadores. (la máquina que pulveriza una fina cortina de agua que asienta el polvo después de la explosión. -Japón en 1960, en el que una explosión mató a 22 trabajadores.

Perforación del túnel del Canal de la Mancha Una inmensa máquina perfora una capa arcillosa durante la construcción del túnel del Canal de la Mancha, de 50 km de longitud. El túnel empezó a funcionar en mayo de 1994. Su construcción costó unos 10.000 millones de libras y es el mayor proyecto de construcción emprendido nunca en Europa. Permite a los trenes de pasajeros y mercancías, y a los automóviles, viajar de París a Londres en unas tres horas.

•El túnel de Seikan, en Japón, comunica las islas de Honshū y Hokkaidō por el estrecho de Tsugaru; mide 53,85 km y es el túnel ferroviario más largo del mundo.•El túnel del Canal de la Mancha es un túnel submarino de tres galerías que comunica Coquelles (Francia) y Cheriton (Inglaterra) y mide 50,4 km. Es el túnel submarino más largo del mundo y el mayor proyecto de ingeniería de Europa.•El del Mont Cenis (1871) es un paso alpino de 13,7 km que comunica Francia e Italia. Fue el primer túnel ferroviario; en su construcción se emplearon perforadoras de aire comprimido.•El Simplon (1922) comunica Suiza e Italia a través de los Alpes. Mide 19,8 km y es el túnel ferroviario más largo de los Alpes.•El Yerba (1936) atraviesa la isla de Yerba Buena en la bahía de San Francisco, California (Estados Unidos). Mide 165 km de largo, 23 m de ancho y 15 m de alto; es el túnel de mayor diámetro del mundo y tiene dos pisos.

•El túnel del Mont Blanc (1965) es un túnel para automóviles que atraviesa los Alpes entre Chamonix (Francia) y Courmayeur (Italia), y mide 11,6 kilómetros.•El Plan Snowy Mountains (1972), en Australia, incluye una compleja red de 145 km de túneles que comunican centrales hidráulicas con embalses. Entre ellos destaca el Eucumbene-Snowy (1965), de 23,5 km de longitud.•El túnel de Fréjus (1980) es un paso alpino de 13 km entre Francia e Italia.•El túnel de Lærdal, en Noruega, mide 24,5 km y es el túnel alpino para automóviles más largo del mundo.

•El acueducto Delaware (1944), en el estado de Nueva York (Estados Unidos), mide 137 km. Comienza en Roundout Reservoir, en las montañas Catskill, y termina en Hillview Reservoir, Yonkers; es el túnel de distribución de agua más largo.

BIBLIOGRAFIA:1. APUNES DEL DR. ING. JOSE CARLOS MATIAS LEON2. MANUAL DE CONSTRUCCION DE PUENTES 3. APUNTES PERSONALES INGº DAVID HUAMANTINCO LIMACO4. MICROSOF ENCARTA

Túnel del Mont Blanc, túnel de carretera construido entre 1958 y 1965 que une el valle de l’Arve, en Francia, con el Valle de Aosta, en Italia.Este túnel ha permitido reducir el trayecto de Ginebra a Milán en unos cien kilómetros. Fue necesario excavar más de 100.000 m3 de material rocoso (gneis, pizarra...) para realizar la apertura del macizo cristalino del Mont Blanc y conseguir una longitud de 11,6 km a 1.300 m de altitud media. La parte inferior de su sección total (75 m2) está destinada a la ventilación del túnel; la parte superior está formada por dos vías de circulación sobre una calzada de 7 m de anchura y dos vías de servicio de 0,80 m de ancho. Cada 100 m se han habilitado zonas para la parada momentánea de vehículos; además hay estacionamientos cada 300 metros.