EXPO SISTEMAS DE MONITOREO.pptx

SISTEMAS APLICADOS EN EL
MONITOREO GEOTÉCNICO
DE TÚNELES
Presentado por:
MIGUEL ANDRES BOLAÑOS PATIÑO
Diplomado en Concepción y diseño
de excavaciones subterráneas

EN FUNCION DE LA FASE:
FASE DE DISEÑO DE PROYECTO
4
Evaluar condiciones iniciales
Determinar Parámetros
necesarios para el diseño

5
FASE CONSTRUCTIVA
Control de Hipótesis
Detectar primeros
síntomas de inestabilidad
o situaciones anómalas
Comprobar el alcance de los métodos
de cálculo utilizados en el proyecto

6
FASE DE SERVICIO
Comprobar la evolución de las
posibles inestabilidades
Controlar seguridad a lo
largo de la vida útil

7
1. Definición de las magnitudes a medir
2. Definición de los dispositivos mas adecuados a instalar
3. Instalación de los dispositivos en obra
4. Seguimiento del sistema implantado
5. Interpretación ingenieril de los resultados
6. Comprobación a largo plazo del comportamiento de la
Obra en servicio.
ETAPAS DE DESARROLLO DE LOS
SITEMAS DE MONITOREO

8
UBICACIÓN SENSORES
Se agrupan en secciones de control: De Instrumentación, de convergencia o
de ambas a la vez

9
MOVIMIENTO RELATIVO PRODUCIDO ENTRE DOS PUNTOS DEL INTRADÓS DEL
TÚNEL.
SECCIONES DE CONVERGENCIA
CIERRE, APERTURA U
OVALIZACION DEL TUNEL
LECTURAS O CUERDAS

10
PUEDEN SER INTERIORES O EXTERIORES AL TUNEL
SECCIONES INSTRUMENTADAS
SENSORES

11
MONITOREO EN LA CONSTRUCCION DE
TUNELES
INSTRUMENTACION GEOTECNICA EMPLEADA
EN LA CONSTRUCCION DE TUNELES VIALES
Implementación Instrumentos
▸ Aplicación.
▸ Propósito de medición

12
 Magnitudes fiables y precisas
 Calibración y mantenimiento
 Frecuencia de las mediciones
 Obtención de datos
FACTORES PARA LA ELECCION DE LA
INSTRUMENTACION
Aspectos a definir al momento de utilizar
instrumentación
 Objetivo de la instrumentación
 Variables que se van a medir
 Aparatos de medida
 Descripción de los aparatos de medida
(precisión, rango,frecuencia,instalación,
obtención de datos)
 Secciones a instrumentar
 Intervalo de lecturas
 Situaciones de alerta
 Plan de contingencia

14
la instrumentación geotécnica empleada en obras de construcción de
túneles se puede clasificar en los siguientes grupos:
▸ Convencional Estándar
▸ Auscultación Automática
▸ Software
INSTRUMENTACION GEOTÉCNICA

INSTRUMENTACIÓN CONVENCIONAL
ESTÁNDAR:
FUENTES.
16
1. INSPECCIÓN VISUAL DIRECTA
 Mapas topográficos
 Mapas históricos de los usos del suelo
 Mapas y descripciones geológicas y geomorfológicos
 Mapas geotécnicos
 Reportes de sismicidad
 Reportes de movimientos en masa, caída de rocas, etc.
 Imágenes satelitales
 Mapas con fuentes de agua

ESTÁNDAR:
FASES:
17
FASE
INICIAL
FASE DE
DESARROLLO
FASE DE
EVALUACION

ESTÁNDAR:
Mediante las inspecciones visuales es posible detectar fácilmente
discontinuidades como:
 Grietas
 Orificios
 Corrosión
 Deformaciones en la superficie, etc.
18

ESTÁNDAR:
Controlan el cierre de la excavación
19
2. CONVERGENCIAS
.Cinta Extensométrica para medir convergencias
Fuente: https://www.instop.es/accesorios/cinta_de_convergencias.php

ESTÁNDAR:
20
2. CONVERGENCIAS
A. Medidas perimetrales durante la ejecución del túnel:
Fuente: Corrales (2009)
Para medir las convergencias del túnel se emplea la cinta invar en dos casos:

ESTÁNDAR:
21
2. CONVERGENCIAS
B. Medidas diametrales se utilizan en la fase de operación del túnel:
Fuente: Corrales (2009)
Para medir las convergencias del túnel se emplea la cinta invar en dos casos:

ESTÁNDAR:
22
3. SONDAS PARA MEDIDA DE NIVEL DE AGUA
para realizar medidas del nivel freático en pozos, piezómetros de Casagrande
y piezómetros abiertos

ESTÁNDAR:
23
3. SONDAS PARA MEDIDA DE NIVEL DE AGUA
La Sonda es ideal para perfilar temperatura y conductividad para obtener una
indicación general de niveles de contaminación química, intrusión de agua
salada y salinidad.
Especificaciones Técnicas Sonda
Fuente: www.sisgeo.com

ESTÁNDAR:
24
4. REGISTRADORES DE NIVEL DE AGUA:
Diseñado para el control automático y continuo del nivel
de agua y temperatura dentro de pozos, piezómetros
abiertos y piezómetros de Casagrande.
Medida de Presión Absoluta
Conversión a nivel de agua
Hoboware

ESTÁNDAR:
25
5. TOPOGRAFIA:
se pueden utilizar equipos ópticos o electrónicos para
determinar los movimientos laterales y verticales de los
taludes
Las medidas que se llevan a cabo son:
 Nivelación de alta precisión
 Seguimiento de la alineación horizontal y vertical con las
estaciones totales de alta precisión y prismas
 Seguimiento de la alineación horizontal y vertical a través
de GPS
 Otros instrumentos empleados en la toma de lecturas son
una estación total y prismas fijos o móviles.

ESTÁNDAR:
26
5. TOPOGRAFIA:
TOPOGRAFIA CONVENCIONAL: Se utiliza
para determinar los movimientos verticales y
laterales de los taludes.
TOPOGRAFÍA (DGPS): Se utiliza para
monitorear los movimientos superficiales de
deslizamientos

ESTÁNDAR:
27
6. DIANA REFLECTANTE::
Se instalan en elementos estructurales en los
que la aparición de un asiento implique una
inclinación peligrosa de la estructura
Fuente: https://www.instop.es/accesorios/dianes/dianas_adhes.php
Diana reflectante adhesiva

ESTÁNDAR:
28
7. HITOS DE NIVELACIÓN:
• Varilla debe ser entre
1 y 1,5 metros de
profundidad.
• Permiten el control de
los movimientos de la
superficie del terreno.
Boca de visita
(de aluminio)
Contera de aluminio
para pto de centrado
Eje de Aluminio
Arena con piedra
Funda de plástico
con aletas
Pasta

ESTÁNDAR:
29
8. TIRAS DE CORTANTE
Circuito eléctrico hecho de resistores que se colocan con intervalos de 1
metro, el máximo número de resistores es 100
Se utiliza para analizar la profundidad del plano de falla.
9. INCLINOMETRIA MANUAL
Componentes:
• Un tubo de aluminio instalado dentro de una perforación
• Un sensor portátil
• Un cable de control que baja y sube el sensor y
transmite señales eléctricas a la superficie
• Un equipo de lectura

ESTÁNDAR:
30
10.TUBERIAS INCLINOMÉTRICAS CONVENCIONALES

ESTÁNDAR:
31
11. TUBERIAS DE JUNTA RÁPIDA
Principalmente diseñadas para
perforaciones profundas en tierra
de relleno. Las juntas evitan la
entrada de agua.

ESTÁNDAR:
32
12. COLUMNAS INCLINO-EXTENSOMÉTRICAS
• Control de movimientos
verticales

ESTÁNDAR:
33
13. SONDAS INCLINÓMETRICAS
• Mide desviaciones de la
inclinación dentro de tuberías
inclinométricas verticales
permitiendo un seguimiento a
movimientos laterales

ESTÁNDAR:
34
14. INCLINÓMETROS FIJOS
• Permiten controlar la
deformación de la tubería.
• Los sensores de este
instrumento permiten el
monitoreo automático de
puntos críticos.

ESTÁNDAR:
35
15. CLINÓMETROS
• Permite medir cambios en la inclinación del terreno.
• CLINOMETRO PORTATIL.
Pueden obtenerse medidas a 90° y 180°. Las
mediciones se pueden hacer horizontales o
verticales

ESTÁNDAR:
36
15. CLINÓMETROS
• CLINÓMETROS DE SUPERFICIE Y
ELECTRONIVELES
Son sensores de inclinación empleados para
medir cambios en la inclinación de estructuras.

ESTÁNDAR:
37
16. SISTEMAS DE PÉNDULO:
• Control de los movimientos
horizontales.
• Actúan con la gravedad
• Informan sobre los movimientos en
estructuras.

ESTÁNDAR:
38
PÉNDULOS DIRECTOS
• Las aplicaciones más comunes
son: el control de movimientos en
pilas de puentes, edificios de gran
altura y presas

ESTÁNDAR:
39
PÉNDULOS DIRECTOS
Las aplicaciones más comunes son:
• el control de movimientos en pilas
de puentes, edificios de gran altura
y presas.

ESTÁNDAR:
40
17. EQUIPOS DE EXTENSOMETRÍA: Para medir los desplazamientos entre
dos puntos permitiendo
• EXTENSÓMETROS DE
POCISIONES MULTIPLES
Permiten medir movimientos entre
varios puntos situados en el interior del
túnel anclados al terreno
• EXTENSÓMETROS MANUALES
Permite registrar los desplazamientos
producidos en las distancias que hay
entre dos puntos en los sentidos
vertical y horizontal.

ESTÁNDAR:
41
17. EQUIPOS DE EXTENSOMETRÍA:
• EXTENSÓMETROS DE CUERDA VIBRANTE
Se emplean para monitorear la tensión en estructuras de acero o concreto. Son
más empleados en los anillos de los túneles.
• EXTENSÓMETRO MAGNÉTICO
Se emplea para medir asientos o
desplazamientos a diferentes
profundidades en suelos y terraplenes.

ESTÁNDAR:
42
• EXTENSÓMETRO INCREMENTAL T-REX:
permite calcular desplazamientos por metro,
tanto en instalaciones verticales como
horizontales,

ESTÁNDAR:
43
• EXTENSÓMETROS FIJOS:
Para el monitoreo automático de los asientos

ESTÁNDAR:
44
• EXTENSÓMETROS DE VARILLA
Son empleados en suelos y rocas para controlar los movimientos de profundidad de
varios puntos de medición mediante un sondeo

ESTÁNDAR:
45
• EXTENSÓMETROS DE TERRAPLÉN
Se instalan al interior de presas de tierra, con el objetivo de medir las distancias
horizontales.

ESTÁNDAR:
46
• EXTENSOMETRIA DE CINTA
Sirve para medir la distancia entre anclas de referencia amarrados en puntos de
excavación
 Medir derrumbes
 Mediciones de convergencias del túnel
 Deformación de excavaciones
 Mediciones de estabilidad del terreno en la superficie.

ESTÁNDAR:
47
Son empleados para medir deformaciones en el concreto. Las aplicaciones típicas
incluyen mediciones de grietas y monitoreo de convergencias.
18. DEFORMÍMETROS

ESTÁNDAR:
48
• Nivel de agua subterránea.
• Presión de poro
• Presas de terraplenes
• Monitoreo de filtraciones
• Monitoreo del agua detrás del revestimiento de túneles.
19. PIEZOMETROS
PIEZOMETROS DE TUBO ABIERTO
Se emplean para medir el nivel freático en
perforaciones abiertas

ESTÁNDAR:
49
19. PIEZOMETROS
PIEZOMETROS CASAGRANDE
Se emplean para la medida de
presiones intersticiales
PIEZOMETROS MULTI PUNTO
Previene la formación de canales para la
migraciónde agua entre los diferentes
niveles del terreno

ESTÁNDAR:
50
20. CÉLULAS DE PRESIÓN DE TIERRAS
Se emplean para medir la presión total en el contacto de la estructura y el terreno

ESTÁNDAR:
51
21. CÉLULAS DE PRESIÓN NATM
Han sido diseñadas para optimizar las medidas de tensiones radiales y
tangenciales en hormigón proyectado y en revestimientos de túnel de hormigón.
CÉLULAS DE PRESIÓN HIDRÁULICA
Miden la tensión en la masa del hormigón y en el
contacto de la estructura y el terreno

ESTÁNDAR:
52
22. CINTA DE CONVERGENCIA
Se emplean para medir distancias entre
puntos de referencia instalados.

ESTÁNDAR:
53
23. FISUROMETROS
Monitorean el movimiento a través de grietas en la superficie y roca..
FISURÓMETROS MECÁNICOS
Instrumento simple que permite medir desplazamientos
relativos de los bordes defisuras en dos direcciones

ESTÁNDAR:
54
23. FISUROMETROS
FISURÓMETROS Y MEDIDORES DE JUNTAS
Son empleados para controlar movimientos a través de fisuras
superficiales

ESTÁNDAR:
55
23. FISUROMETROS
FISURÓMETROS DE HILO
Se emplea para medir distancias entre dos puntos
de anclaje a una distancia de hasta 30 metros

ESTÁNDAR:
56
24. TDR - REFLECTORIA DE ONDAS ELÉCTRICAS
• Es un sistema medidor de deformaciones
• El medidor de TDR determina la localización de
las deformaciones a lo largo del cable.
Consta de una red de sensores de
aceleración colocados sobre la estructura a
monitorear. Estos instrumentos poseen tres
sensores ortogonales que registran el
movimiento del suelo y permiten el registro
máximo de los eventos sísmicos.
25. ACELEROGRÁFOS

ESTÁNDAR:
57
26. CELDAS DE PRESIÓN
• Es un sistema medidor de deformaciones
• El medidor de TDR determina la localización de
las deformaciones a lo largo del cable.
27. SISTEMA DE CELDAS DE ASENTAMIENTO
MULTIPUNTO
Su funcionamiento consiste en la variación de
presión causada por la carga vertical de una
columna..

SISTEMAS DE AUSCULTACIÓN AUTOMÁTICA:
58
Combinación de instrumentos electrónicos que permiten la obtenciónde
información por medio de control remoto.
1 .SENSORES DE CUERDA VIBRANTE
Constituidos por:
 Una cuerda de acero sujeta a un
extremo inmóvil
 Un filtro de agua
 Transformadores eléctricos

SISTEMAS DE AUSCULTACIÓN AUTOMÁTICA:
59
2. SISTEMAS MICRO ELECTROMECÁNICOS
Diseñados para modificar un ambiente
controlado, se clasifican en:
 Sensores de movimiento
 Sensores térmicos
 Sensores ópticos
 Sensores de fluidos
FIBRA OPTICA
• Se utiliza como sensor de medida de
deformaciones
• Permite transmitir los valores medidos a lo
largo de grandes distancias, prácticamente
sin pérdida de calidad.
Fuente: https://tasc.es/deteccion-lineal-de-temperatura/fibra-optica/

SOWTWARE
60
Permiten realizar supervisión constante y en tiempo real
de los dispositivos de instrumentación instalados
 SISTEMA DEX, STRAIN-GAUGE, VW REBAR para monitorización de
estructuras.
 TRUMER SCHUTZBAUTEN para prevención contra avalanchas y caídas
de rocas.
 SISTEMA DIGITILT AT SLOPE INDICATOR es una alternativa moderna
del inclinómetro clásico que incluye sondas digitales, cable de señales.
Conexiones inalámbricas y programas digitales.
 3G SOFTWARE & MEASUREMENT sistemas de fotografía digital de alta
resolución para análisis y modelamiento 3d
 WMS WEB MONITORING SYSTEM plataforma de software diseñada y
desarrollada por Field Srl para validar, procesar, convertir, gestionar y
visualizar automáticamente los datos y gráficos de los sistemas de
monitoreo geotécnicos, estructurales, dinámicos, meteorológicos y
ambientales.
 KLION SOFTWARE FOR INCLINOMETERS AND T-REX
EXTENSOMETERS es un software complementario para inclinómetros y
extensómetros.

61
Fuente: www.sisgeo.com Fuente: www.sisgeo.com
SOWTWARE

62
3. TECNOLOGIA DE RADAR
Se pueden detectar y controlar movimientos del terreno, entender cuando esto se
convierte en un problema y predecir cuándo es probable que ocurra un colapso.
Ayudan a:
 Gestionar mejor los riesgos
 Aumentar la productividad
 Garantizar una máxima seguridad
SOWTWARE

63
• Es un radar 3D.
• Monitorea movimientos que representan
una amenaza a la seguridad o
productividad de las operaciones
constructivas.
A. SSR-XT
Fuente: www.groundprobe.com
TECNOLOGIA DE RADAR

64
• Es un radar 2D que detecta
riesgos y peligros en áreas
extendidas
• Monitorea amplias áreas
durante respaldo geotécnico
B. SSR-FX
TECNOLOGIA DE RADAR

65
• Es un radar 2D
• Escanea a largo alcance con el
objetivo de detectar movimientos
pequeños que ocurren a lo largo de
muchos meses.
C. SSR-SARX
TECNOLOGIA DE RADAR

66
• Monitorea extensas áreas por
largos periodos de tiempo, desde
varios meses hasta muchos año.
• Alta precisión en la detección de
deformaciones.
D. GMS
TECNOLOGIA DE RADAR

67
• Es un sistema de alerta temprana
• Monitorea las convergencias
D. GML
E. SSR-VIEWER
• Software que ubica datos, capas de
mapeo desde arriba con fotos a
nivel del suelo, fotos de capas
geológicas y estructuras en una
visualización 3D.
TECNOLOGIA DE RADAR

INSTRUMENTACIÓN GEOTÉCNICA EMPLEADA
EN CONSTRUCCIÓN DE
TÚNELES VIALES EN COLOMBIA
68
Túneles viales de Colombia que han usado instrumentación geotécnica

EN CONSTRUCCIÓN DE
69
Instrumentación geotécnica empleada en túneles de Colombia

EN CONSTRUCCIÓN DE
70

EN CONSTRUCCIÓN DE
71

72
PARAMETROS A MEDIR EN LA
CONSTRUCCION DE UN TUNEL
Fuente: CORRALES, Isabel (2009)

PARAMETROS A MEDIR EN LA
CONSTRUCCION DE UN TUNEL
73
Fuente: CORRALES, Isabel (2009)

EN CONSTRUCCIÓN DE
74
La instrumentación geotécnica que más se ha usado en proyectos de construcción
de túneles en Colombia son instrumentos de
 Topografía
 Hitos de nivelación
 Extensómetros
Medidas de convergencia

EN CONSTRUCCIÓN DE
75
Instalación de extensómetros

EN CONSTRUCCIÓN DE
76
Instalación de Inclinómetros

RESUMEN
77
Fuente: AETOS 2014
Aparatos de medición y parámetros que controlan

RESUMEN
78
Fuente: AETOS 2014
Aparatos de medición y parámetros que controlan

EJEMPLOS
80
Fuente: AETOS 2014

EJEMPLOS
81
Fuente: AETOS 2014

EJEMPLOS
82
Fuente: AETOS 2014

EJEMPLOS
83
Fuente: AETOS 2014

EJEMPLOS
84
Fuente: AETOS 2014

EJEMPLOS
85
Fuente: Domingo A. Quintana 2011
Túnel de corte y relleno
Objetivos
•Garantizar la estabilidad en los muros
de contención
•Vigilar la integridad de las estructuras
adyacentes
Parámetros a medir
•Estrés en puntales
•Carga en los anclajes
•Deformación de terreno y edificios
adyacentes

EJEMPLOS
86
Túnel poco profundo en suelo no consolidado
Objetivos
• Vigilar la integridad de las estructuras
adyacentes
• Garantizar la estabilidad en los segmentos de
revestimiento
Parámetros a medir
• Estrés en los segmentos de revestimiento
• Carga en revestimientos de túneles
• Convergencia
• Asentamiento del terreno
• Deformación de los edificios adyacentes

EJEMPLOS
87
Túnel de profundidad en roca
Objetivos
•Garantizar la estabilidad de las excavaciones
•Monitorizar la integridad del revestimiento del túnel
Parámetros a medir
•Convergencia
•Deformación del macizo rocoso alrededor de la excavación
•Estrés en el revestimiento

EXPO SISTEMAS DE MONITOREO.pptx

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

La actualidad más candente (20)

Similar a EXPO SISTEMAS DE MONITOREO.pptx

Similar a EXPO SISTEMAS DE MONITOREO.pptx (20)

Último

Último (20)

EXPO SISTEMAS DE MONITOREO.pptx