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COLEGIO DE INGENIEROS DEL PERU
MODULO 2 : Principios del NATMGEOCONSULT
LATINOAMERICA LTDA.
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MODULO 2
Principios del Método NATM (New Austrian Tunnelling Method)
GEOCONSULT LATINOAMERICA LTDA.
COLEGIO DE INGENIEROS DEL PERU
MODULO 2 : Principios del NATMGEOCONSULT
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A. Origen del NATM
B. Principios constructivos del NATM
C. Diferencias en aplicación de NATM en roca y suelos
D. Aspectos de Diseño y de Construcción
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MODULO 2 : Principios del NATMGEOCONSULT
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Morfología y Geología: En primer lugar, la existencia de los Alpes y su geología variable, con altas tapadas y macizos rocosos de baja calidad.
Necesidad de Infraestructura: Primero centrales hidroeléctricas y vías férreas; luego caminos y autopistas; más tarde, Metro de Viena; adicionalmente, cavernas estratégicas
A Características de Austria, que dieron origen al NATM - 1
Materiales novedosos, para la época: En la práctica, el Nuevo Método Austríaco de Construcción de túneles fue caracterizado básicamente por el empleo del hormigón proyectado como soporte primario. Éste junto con el empleo de “pernos de roca” como medidas de fortificación novedosas dieron lugar al desarrollo de nuevas explicaciones teóricas y a un diseño más económico.
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A
“Partnering” – (Profesionales con alta experiencia): Existencia de un gran número de profesionales con experiencia “empírica” y luego más teórica en tunelería permitió una estrecha participación de Mandantes en la toma de decisiones – buena cooperación entre las partes = “partnering” = búsqueda de soluciones técnicas óptimas con la mejor economía.
Profesionales destacados: Después de la 2º guerra mundial, hubo un número importante de personalidades que desarrollaron la tecnología en túneles, como Rabcevicz, Müller, Lauffer, Pacher, Seeber. De éstos, en 1964 Rabcewicz por primera vez empleó el término NATM, referiéndose a conceptos básicos de la práctica de construcción de túneles.
Características de Austria, que dieron origen al NATM - 2
Aptitud del Método en las condiciones: En las condiciones geológicas alpinas, muy variables, rápidamente cambiantes y complejas, el método NATM mostró su gran aptitud, tanto técnica como económica, en particular debido a sus características básicas:- selección de la sección transversal óptima- secuencia de excavación fácilmente ajustable- flexibilidad en la colocación del soporte- facilidad en la subdivisión de la sección transversal- fácil cambio de forma de sección transversal
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A Primeros Pasos en la Evolución del Método NATM - 1NATM según RABCEVICZ:
Aplicación inmediata de un “sostenimiento primario” (revestimiento delgado – semirígido de HP y pernos) después de la excavación, para que el macizo sufra poca descompresión.
El “sostenimiento primario o inmediato” se diseña para alcanzar el equilibrio permanente, alcanzándose un estado secundario de tensiones en el macizo que es “estable”.
El “sostenimiento primario” se compone básicamente de una combinación óptima y ajustada a las condiciones imperantes de los siguientes elementos de fortificación:
“pernos”, “hormigón proyectado”, “malla metálica”, “marcos metálicos”, “elementos de fortificación anticipados en el frente”, etc.
Para garantizar la seguridad de la cavidad y el buen funcionamiento de los elementos de fortificación se requiere de un monitoreo sistemático.
Se impone, como primer paso en este sentido, el monitoreo de deformaciones o convergencias de la cavidad.
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Primeros Pasos en la Evolución del Método NATM - 2
Consolidación de las ideas y conceptos iniciales (Müller y otros):
Utilización de la propia roca como elemento resistente.
Reducción de los daños en el macizo a través del empleo de un sistema de tronadura controlado.
Instalación de un sostenimiento primario flexible, que sea capaz de otorgar el confinamiento necesario y proteger a la roca de la meteorización, descomposición y descohesión.
Instalación del sostenimiento en cantidad y oportunidad adecuadas para cada tipo de macizo – surge el concepto de “clasificación geotécnica del macizo”.
Necesidad de control sistemático del comportamiento del macizo y del sostenimiento para comprobar su eficacia y la necesidad de refuerzo (ajuste) – monitoreo de convergencias.
Instalación de un revestimiento secundario o definitivo para lograr estabilidad y durabilidad a largo plazo; instalación diferida, cuando las deformaciones están estabilizadas.
Declaración Oficial del Término NATM: En 1980 el Comité Nacional Austríaco de Túneles proclamó oficialmente una “Definición del NATM”.
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PRINCIPIOS
DEL
NATM 7
B NATM - Resumen de los Principios actualmente reconocidos
La resistencia mecánica del subsuelo alrededor de la cavidad debe ser movilizada deliberadamente hasta el máximo grado posible o admisible
El subsuelo puede/debe ser partícipe en la función portante de la cavidad
Para aumentar la función portante del suelo, debe proveerse a éste un confinamiento radial
Surge la necesidad de instalación del sostenimiento primario, básicamente HP y pernos
La participación se logra permitiendo que el subsuelo se deforme se activa la resistencia al corte
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PRINCIPIOS
DEL
NATM 8
B NATM - Resumen de los Principios actualmente reconocidos
La movilización de la resistencia mecánica del subsuelo se logra permitiendo que el subsuelo se deforme.
Junto con la excavación se instala el soporte primario – shotcrete + marcos + pernos -que es flexible para permitir la deformación del macizo y que, a medida que se deforma, confiere confinamiento a éste, logrando la estabilización con participación prioritaria en la
acción portante por parte del macizo.
Pres
ión
de s
opor
te
Convergencia de la cavidad
Pres
ión
de s
opor
te
No-estable elástico
estable elásticoelástico Convergencia de la cavidad
Soporte blando
Soporte rígido
Soporte flexible
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PRINCIPIOS
DEL
NATM 9
B NATM - Resumen de los Principios actualmente reconocidos
El sostenimiento primario o inicial instalado tendrá características de rigidez-deformación compatibles / apropiadas para el subsuelo respectivo. Elementos de sostenimiento permanentes se instalan en forma diferida.
Con soporte muy rígido grandes presiones rotura soporte
Con soporte flexible siempre que seguro más económico roca colabora
Soporte permanente de menor envergadura
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PRINCIPIOS
DEL
NATM 10
B NATM - Resumen de los Principios actualmente reconocidos
Se instalan instrumentos para monitorear las deformaciones del sistema de sostenimiento primario y su acción resistente. Dónde necesario o apropiado, los resultados de éste permiten el ajuste del soporte y la secuencia de excavación.
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PRINCIPIOS
DEL
NATM 11
B NATM - Resumen de los Principios actualmente reconocidos
Túneles son excavados y fortificados alternada y sucesivamente, en forma cíclica; las etapas y áreas de excavación pueden ser variadas en función de las condiciones de borde y necesidades de proyecto.
Control de los esfuerzos en el subsuelo.
Control de las tensiones y esfuerzos en los elementos de sostenimiento.
Limitación/control de las deformaciones y asentamientos del terreno.
Mejora de las condiciones de trabajo.
VENTAJAS - POSIBILIDADES
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PRINCIPIOS
DEL
NATM
B
La forma de la sección transversal puede ser aleatoria y variarse con gran facilidad.
Pueden generarse fácilmente geometrías compuestas de 2 ó 3 celdas.
Con métodos de excavación mecanizados existen mucho más restricciones en este sentido.
NATM - Resumen de los Principios actualmente reconocidos
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PRINCIPIOS
DEL
NATM
B NATM - Resumen de los Principios actualmente reconocidos
El “sostenimiento primario” consiste de un revestimiento delgado de hormigón proyectado, combinado con alguno o todos los siguienteselementos de soporte:
pernos
Malla de acero soldada
Fibras de acero o sintéticas
Marcos de alma llena o reticulados
marchiavantis
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PRINCIPIOS
DEL
NATM
B NATM - Resumen de los Principios actualmente reconocidos
El “sostenimiento definitivo o permanente” usualmente se compone de una cáscara de hormigón moldeado –simple o armado- el que normalmente se diseña en función de los requerimientos específicos del proyecto, a saber:
Resistencia estructural
Durabilidad, ante incendio, si necesario
Estabilidad ante acciones diferidas
Impermeabilidad o estanqueidad
Aptitud para la ventilación
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Aspectos constructivos - Equipamiento
Protección ante acciones externas agresivas.
Resistencia a la abrasión, (túneles hidráulicos, por ejemplo).
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Desarrollo del NATM – Aplicación en Suelos Blandos
NATM en suelos blandos y medios urbanos: Con la creciente demanda de construcción de túneles, en particular en ciudades, para Metros, se produjo una necesidad de desarrollo y adaptación de los principios del NATM a las nuevas condiciones: baja tapada, en general, suelos blandos, existencia de agua subterránea y prevención de daños a infraestructura.
Éxito en aplicación causó desarrollo: A partir de los años 70 el método se comenzó a emplear en la construcción de Metros en suelos blandos (Frankfurt, Munich, Nuremberg , Bochum, Viena, etc.) El método probó técnica y económica-mente ser eficiente frente al empleo de excavaciones con escudos
NATM
EN
ROCA/SUELO
C
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Diferencias básicas entre NATM en Roca y Suelos BlandosNATM
EN
ROCA/SUELO
C
En general, túneles con alta tapada y mayores tensiones en el macizo.
En general, tendencia a falla de elementos o sistemas de soporte demasiado rígidos.
En general poca relevancia de las defor-maciones del subsuelo en la superficie.
En general, menos relevancia en la “oportunidad” de instalación del soporte definitivo.
Los pernos de roca adquieren una relevancia especial; rev. HP importante.
La forma de la sección en grl. puede di-verger de la forma teórica.
EN ROCA EN SUELOS BLANDOS
En general, casos de túneles con baja tapada, áreas urbanas y cargas limitadas.
Conocimiento detallado de las máximas cargas y garantía de diseño apropiado de los elementos de soporte.
En general, necesidad imperiosa de control/limitación de las deformaciones.
Muy poca flexibilidad en término de posi-bilidad de instalación de soporte en forma diferida; necesidad de reacción inmediata.
Los pernos en general no aportan una resistencia significativa; se hace más relevante el revestimiento de HP.
Garantía de forma teórica indispensable.
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Medidas especiales que surgen como ComplementoNecesidad que se plantea: Con la buena experiencia adquirida en suelos competentes y secos se inició la aplicación del método en condiciones geotécnicas poco favorables (suelos muy blandos, presencia de agua subterránea, materiales sin cohesión, etc.)
NATM
EN
ROCA/SUELO
C
Elementos de sostenimiento ancipados en el frente: paraguas de tubos de acero de gran diámetro; micro-pilotes.
Paraguas de Pilotes de Jet Grouting.
Inyecciones de Consolidación, de Compensación de Deformaciones o de Impermeabilización.
Congelamiento del Subsuelo.
Empleo de Aire Comprimido.
Drenaje Anticipado con lanzas con o sin vacío.
Construcción de galerías piloto, con tratamientos especiales anticipados.
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Paraguas de Tubos de Acero de Gran DiámetroNATM
EN
ROCA/SUELO
C
Proveen sostenimiento temporal anticipado, evitando sobreexcavaciones y posibles colapsos.
Limitan las deformaciones/asentamientos en la superficie.
Aumentan condiciones de seguridad en obra ante imprevistos.
Permiten intervenir con inyecciones de consolidación o de impermeabilización.
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Excavación Bajo Aire ComprimidoNATM
EN
ROCA/SUELO
C
Es rentable cuando el gasto de aire inyectado es reducido; se hace ineficiente cuando el suelo es muy permeable.
Se puede emplear hasta una presión hidrostática p< 3 bares, dado que para mayores presiones no es permitido el acceso de personal.
También se emplea en excavación de túneles mediante máquinas tuneleras.
Se emplea bajo la napa freática en suelos inestables y/o para prevenir la necesidad de depresión de la napa; en general, se trata de evitar el empleo de inyecciones y de drenaje anticipado.
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Pilotes de Jet GroutingNATM
EN
ROCA/SUELO
C
Cumplen la misma función que los paraguas de tubos de acero de gran diámetro
Son aplicables básicamente en suelos granulares, en dónde el subsuelo puede constituir el “agregado de un hormigón pobre”.
No pueden ser empleados bajo la napa freática, porque se construyen como sistemas “abiertos”.
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Inyecciones Anticipadas del SubsueloNATM
EN
ROCA/SUELO
C
De Consolidación: Rigidizan el subsuelo – aumentan su capacidad portante – limitan las deformaciones;
De Compensación: Se compensa la “pérdida” de volumen del suelo causada por la excavación del túnel, mediante el relleno de los poros de éste con material de ineyección; en caso necesario, se genera rotura de suelo.
De Impermeabilización:Se sellan los poros del suelo para evitar el ingreso del agua a la cavidad
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Congelamiento del SubsueloNATM
EN
ROCA/SUELO
C
Suelos saturados en agua pueden ser congelados anticipadamente a la excavación, para aumentar temporalmente su resistencia mecánica y estabilidad.
Métodos: soluciones salinas o con gas licuado; se instalan tubos por los que se hace circular el fluido; se verifican las temperaturas en el suelo con sondas.
El método es aplicable cuando la
velocidad de circulación del agua
es muy baja.
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Construcción de Galerías Piloto AnticipadasNATM
EN
ROCA/SUELO
C
Con el objetivo de instalación de medidas anticipadas de sostenimiento, de inyección, de impermeabilización o de drenaje.
Para limitación de la deformación del suelo.
Para mantener la estabilidad del suelo en caso de excavación de grandes secciones transversales – excavación secuencial, con galería central o galerías laterales / en hastiales.
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Aspectos Relevantes en el Diseño de Túneles con NATM(Básicamente para condiciones urbanas y en suelos blandos)
NATM
DISEÑO
D
Definición de las Unidades Litológicas y su estratificación – Ejecución de Calicatas, Pozos, Sondajes y Prospecciones Geofísicas.
Características geotécnicas de las unidades – Ejecución de Ensayos in Situ y Ensayos de Laboratorio; si es necesario, a gran escala.
Definición de los Parámetros de Diseño Geotécnico
Características hidrogeológicas – Ejecución de ensayos de permeabilidad, observaciones de la napa, ensayos de bombeo, etc.
Análisis de situaciones especiales de riesgo geotécnico – Condiciones a-típicas del subsuelo, acciones sísmicas, excavaciones futuras, existencia de servicios urbanos superficiales, etc.
Condiciones del Subsuelo – Investigaciones:
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Elaboración de Perfil
Geotécnico Longitudinal
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Aspectos Relevantes en el Diseño de Túneles con NATM(Básicamente para condiciones urbanas y en suelos blandos)
NATM
DISEÑO
D
Identificación de “Unidades Geotécnicas Típicas” –caracterización;
Pronóstico de Emplazamiento y Distribución de estas Unidades;
Identificación de Situaciones Particulares y Situaciones de Riesgo
Condiciones del Subsuelo – Caracterización y Pronóstico:
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Aspectos Relevantes en el Diseño de Túneles con NATM(Básicamente para condiciones urbanas y en suelos blandos)
NATM
DISEÑO
D
Arquitectura y operación – Definición de Gálibos y Espacios mínimos;
EstructurasPropuesta secciones transversalesPropuesta de trazado planialtimétrico
Diseño Geométrico de las Cavidades (Túneles, Estaciones, Nichos, etc.):
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Aspectos Relevantes en el Diseño de Túneles con NATM(Básicamente para condiciones urbanas y en suelos blandos)
NATM
DISEÑO
D
Diseño Geométrico de las Túneles Típicos - Opciones: Túneles con/sin contrabóveda, en función de la necesidad de rigidez de la sección trans-versal y calidad del suelo, como también, si hay o no que tomar presiones hidrostáticas;
Selección del tipo de revestimiento; puede ser:- primario HP – secundario Hormigónmoldeado (armado o simple)
- primario y secundario de HP,constituyendo un revestimiento compuesto
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Verificación de la estabilidad con secciones propuestas
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Aspectos Relevantes en el Diseño de Túneles con NATM(Básicamente para condiciones urbanas y en suelos blandos)
NATM
DISEÑO
D
Verificación de la Estabilidad de las Cavidades con las Secciones Propuestas
Verificación de la necesidad de Subdivisión de la Sección Transversal – Definición de la Secuencia de Excavación
Diseño Geotécnico de Túneles – Estabilidad y Deformación:
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FLAC Analisis - Asentamientos - Tuneles
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
-60 -40 -20 0 20 40 60
Distancia (m)
Ase
ntam
ient
os (m
m)
Tunel 2300S - def. bajo la fundacion del edificio - VL=0.31%Tunel 2300S - def. bajo la superficie - VL=0.30%Tunel 2300C - def. bajo edificio - VL=0.28%Tunel 2300C - def. bajo la superficie - VL=0.28%Tunel estacion La Recoleta - sin contrabóveda - nivel superficie - VL=0.49%Tunel estacion La Recoleta - sin contrabóveda - nivel fundacion - VL=0.49%Tunel estacion La Recoleta - con contrabóveda - nivel superficie - VL=0.28%Tunel galeria de acceso - VL=0.90%Tunel estacion La Recoleta - con contrabóveda - nivel fundación - VL=0.28%
Ase
ntam
ient
os tu
nel
Est
acio
n La
Rec
olet
a
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Aspectos Relevantes en el Diseño de Túneles con NATM(Básicamente para condiciones urbanas y en suelos blandos)
NATM
DISEÑO
D
Estimación de los Asentamientos en la Superficie del Terreno y Edificaciones:
Diseño Geotécnico de Túneles – Estabilidad y Deformación:
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DEFORMACIONES UNITARIAS EN EL EDIFICIO Y CLASIFICACION DEL POSIBLE DAÑO DEL MISMO
00,0250,05
0,0750,1
0,1250,15
0,1750,2
0,2250,25
0,2750,3
0,3250,35
0,3750,4
0,4250,45
0,4750,5
Def
orm
. uni
t. en
edi
ficio
(1
/100
0)
.05/1000 > Despreciable
0.15/1000 > Reducido > .075/1000.075/1000 > Muy reducido > .05/1000
0.3/1000 > Moderado > 0.15/1000
Serio > 0.3/1000
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Aspectos Relevantes en el Diseño de Túneles con NATM(Básicamente para condiciones urbanas y en suelos blandos)
NATM
DISEÑO
D
Diseño Geotécnico de Túneles – Estabilidad y Deformación:
Análisis y Pronóstico de posibles Daños en Edificaciones
Verificación de las Elongaciones Unitarias de Tracción en una Estructura
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Aspectos Relevantes en el Diseño de Túneles con NATM(Básicamente para condiciones urbanas y en suelos blandos)
NATM
DISEÑO
D
Diseño Estructural de Túneles – Análisis con Modelos en 2D:
Modelos 2D empleados en general para secciones de túneles típicas, en las que no existen efectos relevantes en el espacio, sino que son planas.
Por lo general, se modelan estados de carga definitivos y casos extraordinarios, como excavaciones futuras, sismos, acciones eventuales, etc.
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Aspectos Relevantes en el Diseño de Túneles con NATM(Básicamente para condiciones urbanas y en suelos blandos)
NATM
DISEÑO
D
Diseño Estructural de Túneles – Análisis con Modelos en 3D: Modelos 3D empleados siempre que se tengan geometrías complejas y que las secuencias de excavación y sostenimiento tienen mucha relevancia en el comportamiento estructural y estabilidad geotécnica del subsuelo.
La ejecución de modelos interactivos en 3D demanda un elevado esfuerzo y un plazo considerable.
FLAC3D 2.00
GEOCONSULT Consulting EngineersSalzburg / Austria
Step 36397 Model Perspective10:44:41 Fri Apr 18 2003
Center: X: -3.800e+001 Y: 1.900e+001 Z: -2.900e+001
Rotation: X: 40.000 Y: 0.000 Z: 310.000
Dist: 4.118e+002 Mag.: 2Ang.: 22.500
Job Title: METRO SANTIAGO/ESTACION PLAZA EGANA/EARTHQUAKE Y-DIRECTION/ pe1-40csy.sav
shellSEL Z-Displ. (global)-1.4811e-002 to -1.0000e-002-1.0000e-002 to -7.5000e-003-7.5000e-003 to -5.0000e-003-5.0000e-003 to -2.5000e-003-2.5000e-003 to 0.0000e+000 0.0000e+000 to 2.5000e-003 2.5000e-003 to 5.0000e-003 5.0000e-003 to 7.5000e-003 7.5000e-003 to 1.0000e-002
Interval = 2.5e-003
FLAC3D 2.00
GEOCONSULT Consulting EngineersSalzburg / Austria
Step 36397 Model Perspective10:43:20 Fri Apr 18 2003
Center: X: -4.300e+001 Y: 3.600e+001 Z: -1.700e+001
Rotation: X: 10.000 Y: 0.000 Z: 300.000
Dist: 4.118e+002 Mag.: 3.5Ang.: 22.500
Job Title: METRO SANTIAGO/ESTACION PLAZA EGANA/EARTHQUAKE Y-DIRECTION/ pe1-40csy.sav
Contour of SZZ Gradient Calculation
-1.2500e+003 to -1.0000e+003-1.0000e+003 to -8.0000e+002-8.0000e+002 to -6.0000e+002-6.0000e+002 to -4.0000e+002-4.0000e+002 to -2.0000e+002-2.0000e+002 to 0.0000e+000 0.0000e+000 to 1.0000e+002
Interval = 2.0e+002
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Aspectos Relevantes en el Diseño de Túneles con NATM(Básicamente para condiciones urbanas y en suelos blandos)
NATM
DISEÑO
D
Diseño Estructural de Túneles – Definición de la Estructura: Sobre la base de los esfuerzos / tensiones obtenidos, se dimensiona la estructura, es decir, espesor de revestimiento, capas en que se construye cuando es HP, refuerzos de acero necesarios (malla electrosoldada, fibras, hierros adicionales, marcos de acero, etc.).
Se toman decisiones acerca de la estrategia de coloción de las capas y refuerzos en el frente y de la necesidad / oportunidad de instalación del revestimiento definitivo diferido.
1
6
11
16
21 26
31
36
41
116
-481
.8-4
82.4
-485
.4-4
87.1
-492
.9-4
95.8
-503.7
-507.6
-516.7
-521.6
-530.9
-536.7-381.1
-387.8-268.4-275.8-279.5-287.4-291.8-300.1-304.2-312.8
-315.8-324.5-328.8-337.5-346.4-355.0
-200.8
-209.0
-58.6
-64.2
-13.5
-16.6
-31.
4-3
4.0
-45.
8-4
7.8
-46.
3-4
7.8
-47.
1-4
8.0
-47 .
7-4
8 .0
-47.
7-4
8.0
-47.
1-4
7.8
-46.
3-4
7.8
-45.
8-3
4.0
-31.
4
-16.6
-13.5
-64.2
-58.6
-209.0
-200.8
-355.0-346.4-337.5-328.8-324.5-315.8-312.8-304.2-300.
1-291.8-28
7.4-279.5-27
5.8-268.4-3
87.8
-381.1-5
36.7
-530.9
-521.6
-516.7
-507.6
-503.7
-495
.8
-492
.9
-487
.1-4
85.4
-48 2
.4- 4
81.8
1
6
11
16
21 26
31
36
41
116
7.7
5.9
14.5
10.5
18.8
11.7
19.6
9.9
17.1
3.8
10.3-8.7-3.0-35.3-30.5-17.6-13.8-3.8-1.1
5.46.911.912.214.713.913.111.2
-18.3
-22.9
-3.9
-11.6
12.2
4.1
7.5
-0.8
-0.2
-8.7
3.9
-4.7
5.0
-3.7
4.6
-4.1
4.1
-4.6
3.7
-5.0 4.7
-3.9 8.7
0.2
-7.5 -4.1
-12.
2
11.6 3.9
22.9
18.3
-11.2-13.1-13.9-14.7-12.2-11.9-6.9-5.41.13.8
13.817.630.
535.33.
08.7-1
0.3
-3.8-17.1
-9.9-19.6
-11.7
-18.
8-1
0.5
-14.
5-5
.9-7
.71.
0
1
6
11
16
21 26
31
36
41
116
-24.
3-2
1.5
-21.
5-1
3.2
-13.
2-1
.411.3
11.3
22.2
22.2
27.927.923.223.2-3.4-3.4-16.1-16.1-18.1
-18.1-13.1-13.1-3.4
8.28.218.1
18.1
-0.0
-6.8
-6.8
-0.2
2.6
-1.0
-0.3
-1.3
-0.2
-0.8
0.2
-0. 6
0.2
-0.8
-0.2
-1.3
-0.3
-1.0 2.5
2.6
-0.2 -6.8 -6.8 -0.0
18.1
18.18.28.2-3.4-3.4-13.1-13.1-18.1-18.1-16.1-16
.1-3.4
23.223
.227.927
.922.222.211.311.3-1.4-13.
2
-13.
2-2
1.5
-21.
5- 2
4.3
COLEGIO DE INGENIEROS DEL PERU
MODULO 2 : Principios del NATMGEOCONSULT
LATINOAMERICA LTDA.
34
Aspectos Relevantes en el Diseño de Túneles con NATM(Básicamente para condiciones urbanas y en suelos blandos)
NATM
DISEÑO
D
Diseño Estructural de Túneles – Definición de la Metodología y Secuencia de Instalación del Soporte, en forma interactiva con la Excavación:
El Diseño se debe cristalizar en planos que describan claramente la metodología de excavación y de fortificación, asociada a ésta, denotando las particularidades que se imponen en sectores que no son típicos.
COLEGIO DE INGENIEROS DEL PERU
MODULO 2 : Principios del NATMGEOCONSULT
LATINOAMERICA LTDA.
35
Aspectos Relevantes en el Diseño de Túneles con NATM(Básicamente para condiciones urbanas y en suelos blandos)
NATM
DISEÑO
D
Metodología y Secuencia de Instalación de Excavación
Ejemplo para una Estación de Metro
COLEGIO DE INGENIEROS DEL PERU
MODULO 2 : Principios del NATMGEOCONSULT
LATINOAMERICA LTDA.
36
Aspectos Relevantes en el Diseño de Túneles con NATM(Básicamente para condiciones urbanas y en suelos blandos)
NATM
DISEÑO
D
Diseño Estructural de Túneles – Definición de las Variables que quedan sujetas a Decisiones en Obra:
No es posible diseñar todo en forma “taxativa”; siempre quedarán aspectos de diseño que tendrán que ser definidos en obra (ajuste de secuencias, medidas auxiliares, etc.). En gran medida será el monitoreo que entregará la base de decisión.
COLEGIO DE INGENIEROS DEL PERU
MODULO 2 : Principios del NATMGEOCONSULT
LATINOAMERICA LTDA.
Micrómetrodeslizanteinclinómetro
Celdas de Presión
Micrómetro
Monitoreo 3D
Strainmeters
Nivelación
Punto de asenta-miento sub-superficial
37
Aspectos Relevantes en el Diseño de Túneles con NATM(Básicamente para condiciones urbanas y en suelos blandos)
NATM
DISEÑO
D
Diseño de Túneles- Monitoreo Geotécnico y de Deformaciones:
Secciones de Monitoreo
Monitoreo de Deformaciones -Óptico trogonométrico
Nivelación de asentamientos superficiales y edificaciones
Deformaciones dentro del macizo
Presiones de contacto macizo – revestimiento
Tensiones dentro del revestimiento
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MODULO 2 : Principios del NATMGEOCONSULT
LATINOAMERICA LTDA.
38
A pesar del paso de los años, actualmente los principios del NATM siguen siendo determinantes para la construcción de túneles.
Existe controversia sobre la aplicación del término NATM, preferiéndose en varios países el uso del término “Revestimientos de Hormigón Proyectado” (SCL – Sprayed Concred Linings) o “Método de Hormigón Proyectado” (Spritzbetonbauweise).
A pesar de existir métodos de excavación mecanizada de túneles (TBM, escudos, pipe jacking, etc.), el método NATM o la construcción convencional de túneles no dejará de existir, por su mayor flexibilidad y menor costo, cuando no es posible amortizarequipos de gran costo.
Ha habido colapsos de túneles construidos bajo las premisas del Método NATM. Las razones de los colapsos no ponen en duda el método, pero la oportunidad de su aplicación o la comprensión de los criterios.
N
A
T
M
D
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