TUNEL HUACTAHUARU KLISMAN

1. PROYECTO
“Mejoramiento de la Carretera Huánuco –
Conococha, Sector: Huánuco – La Unión –
Huallanca”
Expositores:
(1) Flores Durand, Klisman; (2) Granados Martinez, Erika;
(3) López Vega, Jakelin
CONSTRUCCIÓN DE TÚNEL
HUACTAHUARU
UNIVERSIDAD RICARDO PALMA
ESCUELA DE POSGRADO
Maestría en Ingeniería Vial con Mención en
Carreteras, Puentes y Túneles
(a)
(b)

2. CAPITULO I
 Introducción
 Objetivos
CAPITULO II
 Geología del Túnel Proyectado
 Análisis de la Estabilidad de Excavación del Túnel
CAPITULO III
 Características del Túnel
 Secciones de Sostenimiento del Túnel
CAPITULO IV
 Control de Calidad durante la Construcción del Túnel
CAPITULO V
 Evaluación de las Obras Complementarias
 Conclusiones y Recomendaciones
 Anexos
Portal Salida Túnel
TABLA DE CONTENIDO

3. CAPITULO I. INTRODUCCIÓN
2
2
2
3
3
S: Km 144+000 – Km 144+640
(1) Fuertes pendientes; (2) Escarpas rocosas;
(3) Topografía muy agreste
1
1
1
1
1
1
3
(b)
(c) (d)
(e)
CONSTRUCCIÓN DE
TÚNEL HUACTAHUARU
TRAMO 3
CP. Tingo Chico – D. Huallanca
Cañón de Huactahuaru
El Túnel Huactahuaru proyectado atravesará el macizo
rocoso del Cerro Putaca que corresponde a un anticlinal
inclinado.
(a)

4. CAPITULO I. OBJETIVOS
OBJETIVOS:
• Objetivo General
Se tiene como objetivo reportar los estudios efectuados al Cerro Putaca para la construcción del Túnel Huactahuaru, como también, informar la verificación del control de
calidad durante el proceso construcción del Túnel.
• Objetivos Específicos
Exponer los estudios geológicos efectuados al Cerro Putaca para la construcción del Túnel Huactahuaru.
Exponer las características y las secciones de Sostenimiento del Túnel.
Exponer el control de calidad durante el proceso constructivo del Túnel.
Exponer la evaluación de obras complementarias consideradas en el Expediente Técnico.

5. CAPITULO II. ESTUDIOS DEL TÚNEL PROYECTADO
GEOLOGÍA DEL TÚNEL PROYECTADO

6. GEOLOGÍA DEL TÚNEL
Geomorfología: Cañón
Carretera con poca altura
Inundaciones de la plataforma
S: 144+000 – 144+640
Entorno Geológico del Túnel Huactahuaru
Roca caliza maciza (Ks-j) de
la Formación Jumasha
Depósito de suelos
aluvial-coluvial
ASPECTOS GEOLÓGICOS REGIONALES
(a)
(b)
(c)

7. ASPECTOS GEOLÓGICOS LOCALES
Geología del Trazo del Túnel y Accesos
Estructuralmente en la zona se aprecia a
los estratos en forma subvertical.
En el sector del Túnel corresponden a un
Anticlinal y Sinclinal.
Subvertical
Subvertical
Anticlinal
Sinclinal
Anticlinal
Sinclinal
Anticlinal
Sinclinal
Anticlinal
Sinclinal
Subvertical
(a)
(b)
(c)
(d)

8. PORTAL DE TÚNEL
Geología del Portal Entrada y Salida del Túnel y Accesos
El sector del Portal de Entrada y su accesos
• Rocas caliza en estratos subverticales de 0.30 a 1.00
m de espesor.
• Semi fracturado y cubiertas por depósitos coluviales
de delgada cobertura
El sector del Portal de Salida y su accesos
• Rocas caliza en estratos subverticales de 0.20 a 1.00
m de espesor.
• Semi fracturado y cubiertas por depósitos coluviales
de delgada cobertura
(a) (b)

9. CAPITULO II. ANALISIS DE LA ESTABILIDAD DE LA
EXCAVACIÓN DEL TUNEL
Se describen los trabajos realizados en el macizo rocoso relacionado con el proyecto. Para
evaluar el macizo rocoso que conforma el Proyecto del Túnel, fue necesario realizar
investigaciones de campo consistentes en geología de superficie y en el mapeo de
discontinuidades.
6.1. Diseño de la estabilidad del Túnel en Roca
6.2. Diseño del Sostenimiento a partir de la Clasificación Geomecánica
6.3. Generalidades sobre la Excavación y Construcción del Túnel

10. 6.1. Diseño de la estabilidad del Túnel en Roca
Se ha efectuado en el campo el levantamiento o
toma de datos de azimut de buzamiento,
considerándose 11 sectores denominados para
su identificación:
Clasificación Geomecánica del Macizo Rocoso
Sistema RMR Sistema SMR
Sistema del Q de
Barton
Clasificación de
Hoek y Brown
(GSI)

11. Clasificación Geomecánica del Macizo Rocoso
Sistema RMR Sistema SMR
El Slope Mass Rating (SMR), se obtiene del índice
RMR básico sumando un factor de ajuste que es
función de la orientación de las juntas y un factor de
excavación que depe.ode..deLméto.do utilizado.
Sistema del Q de
Barton
Clasificación de
Hoek y Brown (GSI)

12. Analisis de la Estabilidad de la Excavación.
Para realizar el modelo de la deformación de la sección de excavación del túnel, se realizaron en el laboratorio de mecánica
de rocas de la Universidad Nacional de Ingeniería los siguientes ensayos:
• Ensayo de Propiedades Físicas.
• Ensayo de Compresión Uniaxial.
• Ensayo de Constantes Elásticas.
• Ensayo de Corte Directo.
Se muestran la posible deformación que se generaría durante la excavación del túnel. Para esto se utilizó el programa de
computación PHASE2 6.0,

13. 6.2. Diseño del Sostenimiento a partir de la Clasificación Geomecánica
Ha sido efectuado en base a los registros de las perforaciones diamantinas sub horizontales y orientadas, ejecutadas con el
objetivo de evaluarse las condiciones geo mecánicas que presentará el macizo rocoso del Túnel.
SOSTENIMIENTO SEGÚN EL iNDICE Q (BARTON, 2000)

14. Soportes del Túnel
En los planos y Especificaciones Técnicas se presentan todas las medidas constructivas de soporte "ligero" con carácter
definitivo que han resultado del análisis mediante los criterios de Q-System.
ROCA TIPO I
ROCA TIPO II
ROCA TIPO III
ROCA TIPO IV

15. 6.3. Generalidades sobre la Excavación y Construcción del Túnel
Tomando los resultados de las investigaciones geológicas y geotécnicas se ha determinado que es conveniente adoptar el
método NATM ' Nuevo Método Austriaco de Construcción de Túneles" parar ejecutar el túnel HUACTAHUARU.
Método Constructivo Para El Túnel

16. TIPOS DE EXCAVACIÓN Y DE LOS SOSTENIMIENTOS
TIPOS DE SOSTENIMIENTOS Sostenimiento tipo No. T - 01

17. CAPITULO III. CARACTERÍSTICAS DEL TÚNEL
GEOMETRÍA
Ancho de túnel: 11.40 m.
Altura de túnel: 8.11 m.
Longitud de túnel: 589.58 m.
Número de carriles: 02 carriles.
Ancho de calzada: 9.00 m.
Veredas peatonales: 1.20 m.
Galibo túnel: 6.00 m.
(b)
(c) (d)
(a)

18. CAPITULO III. SECCIONES DE SOSTENIMIENTO DEL TÚNEL
SECCIÓN TIPO I SECCIÓN TIPO II
Sección de falso Túnel
(Portal de ingreso y salida)
Hastiales del arco: 02 MCA f’c = 28 Mpa
Bóveda: mixta entre marcos/cerchas reticuladas f’c = 28 MPa.
Planchas tipo bernold y shotcrete f’c = 28 Mpa como recubrimiento
Es la sección que se ha propuesto para el sostenimiento
durante la excavación del Túnel en ROCA TIPO IV.
En esta etapa final las planchas tipo bernold son partes
del sistema de sostenimiento definitivo.
(a) (b)

19. CAPITULO III. SECCIONES DE SOSTENIMIENTO DEL TÚNEL
SECCIÓN TIPO IV SECCIÓN TIPO V
Es la sección que se ha propuesto para el sostenimiento
durante la excavación del Túnel en ROCA TIPO III.
En los hastiales y en la bóveda del arco se colocará 100 mm
de shotcrete f’c = 28 Mpa con fibra metálica, como sistema
de sostenimiento definitivo.
Es la sección que se ha propuesto para el sostenimiento
durante la excavación del Túnel en ROCA TIPO II.
En los hastiales y en la bóveda del arco se colocará 50 mm
de shotcrete f’c = 28 Mpa con fibra metálica, como sistema
de sostenimiento definitivo.
(a) (b)

20. CAPITULO IV.
CONTROL DE CALIDAD
DURANTE LA
CONSTRUCCIÓN DEL
TUNEL
(a)
Fabricación Shotcrete
(b) (c) (d)
Asentamiento Aire Atrapado Aire Atrapado

21. CAPITULO IV.
CONTROL DE CALIDAD
DURANTE LA
CONSTRUCCIÓN DEL
TUNEL
(b)
(a)
(c) (d)
(f)
(e)
Proceso de lanzado shotcrete
Acompañamiento y seguimiento

22. CAPITULO V. EVALUACION DE LAS OBRAS COMPLEMENTARIAS
• Sistema de Ventilación en el Túnel
• Sistema de Iluminación en el Túnel
• Sistemas contra incendios en el Túnel

23. • Sistema de Ventilación en el Túnel
En el diseño del túnel se ha considerado que la ventilación se debe efectuar mediante un sistema de flujo natural para
la cual se ha diseñado una Chimenea de Ventilación ubicada en la progresiva 144+820, de sección circular, de 2.40m de
diámetro inclinado y recto de 3.0 m de diámetro en sección tipo herradura y 20 m de altura aproximadamente, por
diferencia de presiones el aire va tener circulación continua con gran caudal de aire fresco
VENTILACION EN EL TÚNEL HUACTAHUARU:
Para la operación del Túnel Huactahuaru cuando este entre en servicio se optará por generar una corriente de aire al
interior del Túnel por medios de Tipo Natural.
CALCULO DE LA
DEPRESiÓN
NATURAL (Hn)
CALCULO DEL CAUDAL
DE AIRE FRESCO EN EL
TÚNEL
VELOCIDAD DEL AIRE
EN LA CHIMENEA
CAPACIDAD DE LA
VENTILACiÓN CON
TÚNEL EN SERVICIO

24. VEHICULOS ESTACIONADOS EN EL INTERIOR TUNEL
De acuerdo al cálculo de vehículos estacionados en el interior del túnel, el número máximo es de 83 camionetas, siendo
la ventilación natural que permite que no haya congestión ni acumulación de gases tóxicos.

25. CONSIDERACIONES TECNICAS
Ventilación
natural
a) Diferencia de
presión entre las
bocas del túnel.
b) Viento
dominante en el
exterior del túnel.
c) Pendiente del
interior del túnel.
Cuando el aire exterior existente en las dos bocas del túnel posee una presión
diferente, el aire circulará por el interior del túnel en el sentido de mayor a menor
presión, es decir, de la boca cuyo aire exterior se encuentre a mayor presión hacia
la boca cuyo aire exterior se encuentre a menor presión.
El movimiento del aire natural en el interior de los túneles es tan importante, que
a partir de una cierta longitud (más de 500 metros en general) se les dota de un
mecanismo que calcula el sentido y la fuerza del viento en su interior. Este
mecanismo, nos permite planificar mejor los pasos a seguir en caso de tener que
intervenir en la extinción de un incendio.
Cuando existe viento en el exterior del túnel, el aire llegará a alguna de las
bocas del túnel con una cierta velocidad. Si la dirección del viento es más o
menos similar a la del túnel, el aire tenderá a penetrar por la boca a la que llega.
Esto, producirá una circulación del aire en el interior del túnel, en el mismo
sentido y dirección que el viento del exterior.

26. • Sistema de Iluminación en el Túnel
La longitud del túnel de 589.58 metros aproximadamente no requiere requiere de una iluminación permanente;
pero si durante el desarrollo de los trabajos y bajo un estudio complementario se considera la colocacion de
iluminación dentro del túnel se recomienda un sistema sistema conformado por dos filas de luminarias con un
espaciamiento de 5 metros entre ellas.
• Sistemas contra incendios en el Túnel
El Sistema Contraincendios no se ha considerado por las siguientes razones:
a) No hay una Unidad de Bomberos cercana en la zona del proyecto.
b) Para la habilitación del agua se requiere de un sistema de motobombas, casetas de
control y obras para la captación del agua, el cual está fuera del alcance del monto de
inversión del Proyecto.
c) El sistema de ventilación natural impide que el fuego se propague sirviendo de
extinguidor de fuegos.
d) Las temperaturas en el interior del túnel son bajas del orden de 12 °C, es aire frio
que recorre el interior del túnel.
e) La probabilidad de incendios en este túnel es baja.
Sin embargo para la protección del túnel se ha considerado colocar una resina protectora
antideflagrante en base a poliurea (Rockweb) aplicada al revestimiento final del túnel.

27. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
• El Túnel Huactahuaro se plantea como una alternativa de solución ante la dificultad de efectuar cortes
del talud muy altos y con banquetas en un sector encañonado del valle del rio Vizcarra constituido por
afloramientos de rocas sedimentarias de tipo calizas.
• Con la estructura del TúneI Huactahuaro proyectado se mejora el trazo geométrico y se evita el sector de
erosión de riberas e inundaciones que causan las interrupciones del tránsito vehicular por periodos de
tiempo significativos durante épocas de Iluvias.
• El Túnel Huactahuaro presenta una longitud corta de aproximadamente 589.58 m y se emplaza en su
totalidad sobre afloramientos de roca caliza de la Formación Jumasha de características físicas variables,
que de acuerdo a las clasificaciones geo mecánicas y ensayos de laboratorio de mecánica de rocas ha
sido clasificada como roca de tipo II, III y IV.
• Debido a la longitud de este túnel se procedió a ejecutar como investigaciones geotécnicas las
perforaciones diamantinas sub horizontales siguiendo en su mayor parte el alineamiento del eje del
túnel. También se efectuaron calicatas y ensayos geofísicos consistentes en líneas de refracción sísmica.

28. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
• A las muestras obtenidas de las perforaciones diamantinas y de las calicatas se efectuaron ensayos de
mecánica de rocas y de mecánica de suelos a fìn de obtenerse los parámetros geotécnicos empleados en
los diseños del túnel.
• Durante la excavación del túnel se deberá de ejecutar con una voladura controlada, recomendándose
iniciar esta desde la parte superior del lado izquierdo (adentro) hacia afuera, debido principalmente de
que en muchas secciones del túnel hacia el lado derecho el grosor del cuerpo del túnel disminuye por
encontrarse en forma contigua hacia el cauce del rio Vizcarra.
• Los portales de entrada y salida del túnel están conformados por superficies planas de fracturas de la
roca caliza con buzamientos casi sub verticales y de orientación casi perpendicular al eje del túnel en el
sector del portal de entrada, mientras que hacia el portal de salida los buzamientos de la roca caliza
disminuyen conformando estratos de bajos ángulos, por corresponder a la parte final de una estructura
de un anticlinal.

29. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
• Para el trazado geométrico del túnel se recomendó mantener la rasante en todo el tramo de la
estructura del túnel por encima del nivel de aguas máxima del rio Vizcarra, debido a que por tratarse de
que esta estructura del túnel se proyecta sobre rocas sedimentarias de tipo caliza es de preveer de
encontrase flujos de aguas de forma significativa.
• Se ha contemplado colocar falso túnel con una longitud de 10 m en los portales de entrada y salida del
túnel entre las progresivas del Km. 144+380 al Km. 144+390 (sector del portal de entrada del túnel), del
Km. 144+970 al Km. 144+980 (sector del portal de salida del túnel. Además también se ha contemplado
colocar falso túnel en los sectores de poco cuerpo de la pared del Iado derecho del túnel, los cuales se
ubican en las siguientes progresivas del Km. 144+835 al Km. 144+875 y del Km. 144+950 al Km. 144+970.

30. ANEXOS: INFORMES TÉCNICOS DE LOS CAMBIOS
AL PROYECTO CONTRACTUAL
 PLAN DE VOLADURA DEL TÚNEL
HUACTAHUARU - REVISIÓN Y
OBSERVACIONES
 PROPUESTA DE CAMBIO DE
DISEÑO EN EL INICIO Y FINAL DEL
TÚNEL HUACTAHUARU
 INSPECCIÓN DE EQUIPO Y
MAQUINARIA N° 01 - TÚNEL
HUACTAHUARU

31. PLAN DE VOLADURA DEL TÚNEL HUACTAHUARU - REVISIÓN Y OBSERVACIONES
• Solicitud de permiso de explosivos, tampoco ha explicado
cómo va la gestión.
• El seccionamiento debe ser cada 1 m y no cada 5 m.
• No ha hecho ningún comentario a la observación del
andamio, en el sentido que si es rígido o flexible.
• Se debe precisar que mientras se está manipulando
explosivos en el frente, no se debe hacer ninguna otra
actividad dentro del túnel.
• No se ha hecho ningún comentario sobre la comunicación
con teléfono entre el frente de excavación y superficie.
• No se ha precisado nada sobre los protocolos de control de
calidad que usará el Contratista. Falta detalles de su uso.

32. PROPUESTA DE CAMBIO DE DISEÑO EN EL INICIO Y FINAL DEL TÚNEL HUACTAHUARU
• El Contratista ha detallado las condiciones geológicas y algunas
propiedades físicas, a través de algunas calicatas, permitiendo más y
mejores alternativas de análisis, de los cortes de talud.
• La propuesta del Contratista, de adecuar los taludes en ambos
portales del túnel, de acuerdo con los nuevos datos geológicos
geotécnicos, podría ser posible.
• Desde el punto de vista constructivo, los nuevos taludes, ofrecen más
seguridad al momento de la construcción. Se descarta los cortes en
roca y suelos de mucha altura y se reemplaza por cortes de menor
altura.
• Del análisis que hace el Contratista, en software geotécnico SLlDE, se
obtiene factores de seguridad por encima de 1.5, lo cual es bueno
para la estabilidad de los cortes de talud en la salida del túnel.
• El sostenimiento final, será determinado por la evaluación geológica-
geotécnica que se hará a medida que se avanza con la excavación, en
concordancia con el Expediente Técnico. El sostenimiento básico será
el del Expediente Técnico, al cual se le podrá adicionar o disminuir
tanto sostenimiento como sea necesario. Al final, los taludes deben
quedar totalmente estables.
• Para complementar y definir el cambio propuesto, debe esperarse la
opinión del Ing. Geólogo de la Supervisión, a quien se le debe
comunicar acerca de este requerimiento de opinión.
PORTAL DE
ENTRADA
PORTAL
DE SALIDA

33. INSPECCIÓN DE EQUIPO Y MAQUINARIA N° 01 - TÚNEL HUACTAHUARU
La Supervisión ha hecho la verificación de los equipos, maquinarias y materiales presentados por el Contratista, habiendo
encontrado los siguientes, según el cuadro que se muestra a continuación:
En cuanto a materiales, se informa que no se ha encontrado
ninguno. Al respecto, el Contratista ha manifestado, que estos
materiales, recién los están cotizando, por lo tanto, cuando los
tengan cotizados, los presentarán a la Supervisión, para que
emita su conformidad.
En cuanto a la relación de personal, en la carta, no se ha
incluido los CV, por lo tanto, este personal no ha sido evaluado.

34. Gracias
¿ALGUNA PREGUNTA?