SlideShare una empresa de Scribd logo
UAP-CAJAMARCA

DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE TÚNELES

DISEÑO DE TUNELES
INTRODUCCIÓN

 La ingeniería es la solución mecánica a un problema práctico. Es pura
ingenuidad, y el hombre ha confiado en ella desde el principio de los
tiempos. Por ejemplo cuando ha usado un palo para robar miel de un
panal ubicado a mitad de altura de un árbol evitando así ser picado
por las abejas, o cuando ha cargado una piedra de 50 toneladas sobre
dos troncos de árbol que actuaban como ruedas.
 Un túnel es una obra de ingeniería que para su construcción, requiere
de técnicas, productos, equipos especiales y de análisis geológicos,
geotécnicos e hidráulicos; este es realizado por especialistas, una vez
que se ha definido el proyecto de construcción de un túnel. Se conoce
las condiciones y características del lugar, eligiendo el proceso
constructivo que conviene para su construcción. Según las dimensiones
del proyecto, se deben de considerar otros factores como son
seguridad, economía y durabilidad de la obra.
TUNEL
Un túnel es una obra subterránea de carácter lineal, cuyo objetivo es la
comunicación de dos puntos, para realizar el transporte de personas,
materiales entre otras cosas. Normalmente es artificial.
Un túnel puede servir para peatones, aunque generalmente sirve para dar
paso al tráfico, para vehículos de motor, para ferrocarril o para un canal.
Algunos son acueductos, construidos para el transporte de agua (para
consumo, para aprovechamiento hidroeléctrico o para el saneamiento).
También hay túneles diseñados para servicios de telecomunicaciones.
Incluso existen túneles para el paso de ciertas especies de animales.
Algunos conectan zonas en conflicto o tienen carácter estratégico, ya que
sirven como refugio.
En las grandes ciudades el transporte se realiza mediante una red de
túneles donde se mueve el metro. La posibilidad de soterrar ahorra
espacio e impide el cruce al mismo nivel del tren con los peatones o los
vehículos.
IMPORTANCIA DE LOS TÚNELES

Los túneles son un medio de comunicación artificial entre dos puntos
separados por un suelo o roca. Su objetivo es el de permitir el paso de
personas, ferrocarriles, vehículos, conducciones eléctricas, de agua u
otros. Debido a su utilización diversa elevan su importancia a medida
que la sociedad avanza y son inevitables en grandes núcleos urbanos
muy masificados por edificios para establecer líneas de metro; en la
comunicación de poblaciones separadas por una orografía pronunciada o
incluso por mar, como es el túnel del Canal de la Mancha.

Minería: aunque se suelen denominar galerías o pozos, dependiendo de
la orientación, su fin es unir dos puntos, en el caso, para acceder a una
mineralización.
Túnel para ferrocarril

Túnel en minería

Túnel para peatones

Túnel para carros
Investigación Geotécnica
Es esencial que cualquier proyecto de túnel comience con una
investigación sobre las condiciones del terreno. Los resultados de
la investigación nos permitirán saber cuál es la maquinaria y los
métodos de excavación y sostenimiento a realizar, y podrán
reducir los riesgos de encontrar condiciones desconocidas. En los
primeros estudios, las alineaciones horizontales y verticales serán
optimizadas para aprovechar las mejores condiciones de agua y
suelo.
En el caso de los túneles en roca, dada la variabilidad de los
distintos factores que intervienen en la mecánica de rocas, es
frecuente abordar su estudio mediante las llamadas clasificaciones
geomecánicas, entre las que destaca la clasificación geomecánica
RMR.
Mecanismos de inestabilidad
Distribución espacial de las discontinuidades, relación entre
su posición (rumbo y buzamiento) con la dirección del túnel.
Siendo este él más importante a considerarse en el trazo de
entrada y salida del túnel.
• Presencia y naturaleza de los materiales de relleno de la
discontinuidades.
• Irregularidades en las superficies de las discontinuidades.
• Rotura y movimientos anteriores
Métodos de clasificación del macizo rocoso
Existen muchos métodos útiles para poder clasificar un
macizo rocoso, entre ellos se puede escoger algunos
métodos elaborados por autores conocidos mundialmente
en el campo de la mecánica de rocas que realiza análisis
específicos para el diseño de túneles entre estos podemos
mencionar
a
Barton
y
Bieniawski,

Q

RQD J r J w
J n J a SRF
Esfuerzo Activo

Tamaño de los
Bloques de Roca

• Agua

Resistencia al
Corte o Cizalle

reduce
la
resistencia al corte
• Las zonas de cizalle
generan tension
Trazado del Túnel
• Para la definición del trazado de un túnel, deben
considerarse diversas características geológicas:
• Tipos de roca y sus propiedades.
• Orientación de discontinuidades respecto al eje del túnel,
influye en la dificultad para la de excavación y sus
condiciones de estabilidad.
• Condiciones favorables es que discontinuidades manteen
hacia el sentido de avance de la excavación.
• Presencia de fallas, su orientación y espesor.
Al perforar un túnel se puede encontrar tres tipos de
condiciones naturales que dan lugar ala perdida de
resistencia del macizo rocoso y, por lo tanto, a problemas
de estabilidad:
Orientación desfavorable de discontinuidades.
Orientación desfavorable de las tensiones con respecto
al eje del túnel.
Flujo de agua hacia el interior de la excavación a favor
de fracturas, acuíferos o rocas estratificadas.
Excavación de Túneles

En suelo, excavación es manual o mecánica,
seguida rápidamente por soporte para mitigar las
deformaciones y prevenir colapsos.
En roca, se puede usar tronadura controlada,
cortadores rotatorios o TBM
Tunnel Boring Machines
(TBM)
Grandes cabezas rotatorias de hasta 12 m de
diámetro, armadas con discos o puntas, rotan a 210 rpm. Avance hasta 30 m/día.
TBM
 Efectividad (y conveniencia económica) de la TBM
depende de las condiciones de la roca. Rocas de UCS >
150MPa tienden a ser muy problemáticas.
 Abrasividad de la roca es importante ya que gasta
rápidamente los discos. La abrasividad depende del
contenido de cuarzo, tamaño del grano, resistencia y
porosidad de la roca.
 Niveles de stresses sobre la roca son comparables a las
de tronaduras.
 Ventajas son la generación de paredes suaves con poca
sobre-excavación, lo que reduce necesidades de
soporte.
Casos
Especiales
a) Cambio de roca a suelo
• El paso del túnel de roca a suelo debe ser previsto y
medidas especiales deben ser tomadas. Puede ser
conveniente variar el trazado para evitar esta situación.
• Cambio drástico en condiciones y métodos de
excavación y soporte.
• Suelo puede estar saturado e inundar el túnel al pasar
el contacto.
• El contacto usualmente es una superficie de erosión,
generalmente irregular y por la tanto difícil de predecir
en su localización exacta.
b) Túneles Parietales
• Excavados subparalelos y a poca distancia de una
pared o ladera rocosa en superficie. Falta de continuidad
del macizo provoca anomalías en las condiciones de
esfuerzos.
• Propiedades de la roca e inclinación de la ladera
inciden directamente en estabilidad del túnel. En
algunos casos puede convenir reemplazar la roca con
materiales artificiales en vez de soportarla.
Construcción
Los túneles se construyen excavando en el terreno, manualmente o con
máquinas. Los sistemas habituales de excavación subterránea son
medios mecánicos, voladuras y manual:

Los medios mecánicos mediante minador puntual (rozadora),
minador a sección completa o TBM o tuneladora (Tunnel Boring
Machine) o con maquinaria convencional (martillo picador,
excavadora...)
Perforación y voladura mediante explosivos.
Manual, método derivado de la minería clásica del carbón, en el que
los operarios pican con martillo neumático la sección a excavar y otra
partida de obreros desescombran manual o semimanualmente.
Túneles carreteros

Se diseñan para favorecer el paso fluyente, continuo, y
seguro de vehículos motorizados, a través de los
obstáculos topográficos que impiden el trazado de una
carretera cruzando montañas horadando macizos
rocosos, con objeto de lograr un trazado cómodo y
funcional.
Su diseño debe ser básicamente seguro, funcional y
hasta donde sea posible estético.
METODO AUSTRIACO
"El ingeniero que se enfrenta al proyecto y
construcción de un túnel, debe considerar
varios aspectos, todos ellos importantes, ya
que cada uno por si sólo, puede hacer
fracasar el proyecto."
Diseño de tuneles

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

Mecanica de rocas
Mecanica de rocasMecanica de rocas
Mecanica de rocas
Irveen
 
DISEÑO DE TÚNEL
DISEÑO DE TÚNELDISEÑO DE TÚNEL
DISEÑO DE TÚNEL
xarredondox
 
Ensayos en Mecánica de Rocas
Ensayos en Mecánica de RocasEnsayos en Mecánica de Rocas
Ensayos en Mecánica de Rocas
Esaú Vargas S.
 
Condiciones geomecanicas de las rocas (primer tema)
Condiciones geomecanicas de las rocas (primer tema)Condiciones geomecanicas de las rocas (primer tema)
Condiciones geomecanicas de las rocas (primer tema)
Eder Reyes
 
Taludes
TaludesTaludes
Taludes
Irveen
 
Traccion indirecta brasileño
Traccion indirecta brasileñoTraccion indirecta brasileño
Traccion indirecta brasileño
Cristhian Jose Ponguillo
 
Manual excava tuneles
Manual excava tunelesManual excava tuneles
Manual excava tuneles
miguel lopez
 
Clasificaciones Geomecánicas: Carga de Roca, Terzaghi, 1946
Clasificaciones Geomecánicas: Carga de Roca, Terzaghi, 1946Clasificaciones Geomecánicas: Carga de Roca, Terzaghi, 1946
Clasificaciones Geomecánicas: Carga de Roca, Terzaghi, 1946
Ivo Fritzler
 
Propiedades mecánicas de las rocas
Propiedades mecánicas de las rocasPropiedades mecánicas de las rocas
Propiedades mecánicas de las rocas
UO
 
Sostenimiento y geomecanica[1]
Sostenimiento y geomecanica[1]Sostenimiento y geomecanica[1]
Sostenimiento y geomecanica[1]
Miguel Andrés
 
Excavaciones en rocas
Excavaciones en rocasExcavaciones en rocas
Excavaciones en rocas
Juan Colonia
 
Clase1 rocas discontinuidades
Clase1 rocas discontinuidadesClase1 rocas discontinuidades
Clase1 rocas discontinuidades
Ma Angèlica Rincòn
 
Procedimiento del mapeo geomecanico
Procedimiento del mapeo geomecanicoProcedimiento del mapeo geomecanico
Procedimiento del mapeo geomecanico
Gustavo Zarabia
 
Movimiento de tierras y equipos
Movimiento de tierras  y equiposMovimiento de tierras  y equipos
Movimiento de tierras y equipos
Victor Angel Chirinos Catalan
 
Estabilidad de taludes mineros
Estabilidad de taludes minerosEstabilidad de taludes mineros
Estabilidad de taludes mineros
AIDA_Americas
 
Sistemas de clasificacion 1
Sistemas de clasificacion 1Sistemas de clasificacion 1
Sistemas de clasificacion 1
ROBINSON VILLAMIL
 
Mecanica de rocas
Mecanica de rocasMecanica de rocas
Mecanica de rocas
Yuri Rios
 
el macizo rocoso
el macizo rocosoel macizo rocoso
el macizo rocoso
josafat velez paredes
 
FALLAS EN TUNELES
FALLAS EN TUNELES FALLAS EN TUNELES
FALLAS EN TUNELES
Dtolo Pinto
 
Flujos de agua en los macizos rocosos
Flujos de agua en los macizos rocososFlujos de agua en los macizos rocosos
Flujos de agua en los macizos rocosos
MIRIAN ASCUÑA QUIROGA
 

La actualidad más candente (20)

Mecanica de rocas
Mecanica de rocasMecanica de rocas
Mecanica de rocas
 
DISEÑO DE TÚNEL
DISEÑO DE TÚNELDISEÑO DE TÚNEL
DISEÑO DE TÚNEL
 
Ensayos en Mecánica de Rocas
Ensayos en Mecánica de RocasEnsayos en Mecánica de Rocas
Ensayos en Mecánica de Rocas
 
Condiciones geomecanicas de las rocas (primer tema)
Condiciones geomecanicas de las rocas (primer tema)Condiciones geomecanicas de las rocas (primer tema)
Condiciones geomecanicas de las rocas (primer tema)
 
Taludes
TaludesTaludes
Taludes
 
Traccion indirecta brasileño
Traccion indirecta brasileñoTraccion indirecta brasileño
Traccion indirecta brasileño
 
Manual excava tuneles
Manual excava tunelesManual excava tuneles
Manual excava tuneles
 
Clasificaciones Geomecánicas: Carga de Roca, Terzaghi, 1946
Clasificaciones Geomecánicas: Carga de Roca, Terzaghi, 1946Clasificaciones Geomecánicas: Carga de Roca, Terzaghi, 1946
Clasificaciones Geomecánicas: Carga de Roca, Terzaghi, 1946
 
Propiedades mecánicas de las rocas
Propiedades mecánicas de las rocasPropiedades mecánicas de las rocas
Propiedades mecánicas de las rocas
 
Sostenimiento y geomecanica[1]
Sostenimiento y geomecanica[1]Sostenimiento y geomecanica[1]
Sostenimiento y geomecanica[1]
 
Excavaciones en rocas
Excavaciones en rocasExcavaciones en rocas
Excavaciones en rocas
 
Clase1 rocas discontinuidades
Clase1 rocas discontinuidadesClase1 rocas discontinuidades
Clase1 rocas discontinuidades
 
Procedimiento del mapeo geomecanico
Procedimiento del mapeo geomecanicoProcedimiento del mapeo geomecanico
Procedimiento del mapeo geomecanico
 
Movimiento de tierras y equipos
Movimiento de tierras  y equiposMovimiento de tierras  y equipos
Movimiento de tierras y equipos
 
Estabilidad de taludes mineros
Estabilidad de taludes minerosEstabilidad de taludes mineros
Estabilidad de taludes mineros
 
Sistemas de clasificacion 1
Sistemas de clasificacion 1Sistemas de clasificacion 1
Sistemas de clasificacion 1
 
Mecanica de rocas
Mecanica de rocasMecanica de rocas
Mecanica de rocas
 
el macizo rocoso
el macizo rocosoel macizo rocoso
el macizo rocoso
 
FALLAS EN TUNELES
FALLAS EN TUNELES FALLAS EN TUNELES
FALLAS EN TUNELES
 
Flujos de agua en los macizos rocosos
Flujos de agua en los macizos rocososFlujos de agua en los macizos rocosos
Flujos de agua en los macizos rocosos
 

Similar a Diseño de tuneles

Modulo I - Diseño de Tuneles.pdf
Modulo I - Diseño de Tuneles.pdfModulo I - Diseño de Tuneles.pdf
Modulo I - Diseño de Tuneles.pdf
JoseAntonioBelitoMan
 
Cap3.1_Tipos_de_presa_revanchas.pdf
Cap3.1_Tipos_de_presa_revanchas.pdfCap3.1_Tipos_de_presa_revanchas.pdf
Cap3.1_Tipos_de_presa_revanchas.pdf
GonzaloAraneda8
 
sistema de construccion de tuneles, metodos y herramientas de excavacion
sistema de construccion de tuneles, metodos y herramientas de excavacionsistema de construccion de tuneles, metodos y herramientas de excavacion
sistema de construccion de tuneles, metodos y herramientas de excavacion
Dubai
 
introducción a la ingeniería de túneles
introducción a la ingeniería de túnelesintroducción a la ingeniería de túneles
introducción a la ingeniería de túneles
DiegoFierroVillayzan
 
Túneles
TúnelesTúneles
Diseño geométrico de túneles ing. francisco suarez fino
Diseño geométrico de túneles   ing. francisco suarez finoDiseño geométrico de túneles   ing. francisco suarez fino
Diseño geométrico de túneles ing. francisco suarez fino
ICA Blog
 
1 introducción a ing. de rocas
1 introducción a ing. de rocas1 introducción a ing. de rocas
1 introducción a ing. de rocas
Manu Córdova
 
PERFORACIONES EN ROCAS.pdf
PERFORACIONES EN ROCAS.pdfPERFORACIONES EN ROCAS.pdf
PERFORACIONES EN ROCAS.pdf
DIVIANSEGURA
 
Topografáa subterraánea presentación
Topografáa subterraánea presentación Topografáa subterraánea presentación
Topografáa subterraánea presentación
Juan López Arenas
 
Apuntes curso fortificacion de minas
Apuntes curso fortificacion de minasApuntes curso fortificacion de minas
Apuntes curso fortificacion de minas
Jorge Martinez Alvarez
 
Estudios_preliminares.ppt
Estudios_preliminares.pptEstudios_preliminares.ppt
Estudios_preliminares.ppt
dieguito06c
 
Perforaciones en roca
Perforaciones en rocaPerforaciones en roca
Perforaciones en roca
LyOs Ingenieria Y Construccion
 
Cuadro explicativo
Cuadro explicativoCuadro explicativo
Cuadro explicativo
Alexandra Quiñones R
 
INGENIERIA DE PRESAS.pdf
INGENIERIA DE PRESAS.pdfINGENIERIA DE PRESAS.pdf
INGENIERIA DE PRESAS.pdf
AllenEduardo
 
PROYECTO_SEMINARIO DE TESIS.pptx
PROYECTO_SEMINARIO DE TESIS.pptxPROYECTO_SEMINARIO DE TESIS.pptx
PROYECTO_SEMINARIO DE TESIS.pptx
EDWINEDUARDOBLASGARC
 
Perforación y voladura II.pptx minasii4
Perforación  y voladura II.pptx minasii4Perforación  y voladura II.pptx minasii4
Perforación y voladura II.pptx minasii4
MirkaCBauer
 
Tuneles
TunelesTuneles
minerales-y-rocas-ornamentales-tipos-caracteristicas-y-metodos-de-explotacion...
minerales-y-rocas-ornamentales-tipos-caracteristicas-y-metodos-de-explotacion...minerales-y-rocas-ornamentales-tipos-caracteristicas-y-metodos-de-explotacion...
minerales-y-rocas-ornamentales-tipos-caracteristicas-y-metodos-de-explotacion...
GABRIELAMILAGROSVALD
 
Visita a cantera - mecanica de suelos
Visita a cantera   - mecanica de suelosVisita a cantera   - mecanica de suelos
Visita a cantera - mecanica de suelos
Nestor Rafael
 
1 cap i-mr-2012-i- mecanica de rocas
1 cap i-mr-2012-i- mecanica de rocas1 cap i-mr-2012-i- mecanica de rocas
1 cap i-mr-2012-i- mecanica de rocas
miriamxita
 

Similar a Diseño de tuneles (20)

Modulo I - Diseño de Tuneles.pdf
Modulo I - Diseño de Tuneles.pdfModulo I - Diseño de Tuneles.pdf
Modulo I - Diseño de Tuneles.pdf
 
Cap3.1_Tipos_de_presa_revanchas.pdf
Cap3.1_Tipos_de_presa_revanchas.pdfCap3.1_Tipos_de_presa_revanchas.pdf
Cap3.1_Tipos_de_presa_revanchas.pdf
 
sistema de construccion de tuneles, metodos y herramientas de excavacion
sistema de construccion de tuneles, metodos y herramientas de excavacionsistema de construccion de tuneles, metodos y herramientas de excavacion
sistema de construccion de tuneles, metodos y herramientas de excavacion
 
introducción a la ingeniería de túneles
introducción a la ingeniería de túnelesintroducción a la ingeniería de túneles
introducción a la ingeniería de túneles
 
Túneles
TúnelesTúneles
Túneles
 
Diseño geométrico de túneles ing. francisco suarez fino
Diseño geométrico de túneles   ing. francisco suarez finoDiseño geométrico de túneles   ing. francisco suarez fino
Diseño geométrico de túneles ing. francisco suarez fino
 
1 introducción a ing. de rocas
1 introducción a ing. de rocas1 introducción a ing. de rocas
1 introducción a ing. de rocas
 
PERFORACIONES EN ROCAS.pdf
PERFORACIONES EN ROCAS.pdfPERFORACIONES EN ROCAS.pdf
PERFORACIONES EN ROCAS.pdf
 
Topografáa subterraánea presentación
Topografáa subterraánea presentación Topografáa subterraánea presentación
Topografáa subterraánea presentación
 
Apuntes curso fortificacion de minas
Apuntes curso fortificacion de minasApuntes curso fortificacion de minas
Apuntes curso fortificacion de minas
 
Estudios_preliminares.ppt
Estudios_preliminares.pptEstudios_preliminares.ppt
Estudios_preliminares.ppt
 
Perforaciones en roca
Perforaciones en rocaPerforaciones en roca
Perforaciones en roca
 
Cuadro explicativo
Cuadro explicativoCuadro explicativo
Cuadro explicativo
 
INGENIERIA DE PRESAS.pdf
INGENIERIA DE PRESAS.pdfINGENIERIA DE PRESAS.pdf
INGENIERIA DE PRESAS.pdf
 
PROYECTO_SEMINARIO DE TESIS.pptx
PROYECTO_SEMINARIO DE TESIS.pptxPROYECTO_SEMINARIO DE TESIS.pptx
PROYECTO_SEMINARIO DE TESIS.pptx
 
Perforación y voladura II.pptx minasii4
Perforación  y voladura II.pptx minasii4Perforación  y voladura II.pptx minasii4
Perforación y voladura II.pptx minasii4
 
Tuneles
TunelesTuneles
Tuneles
 
minerales-y-rocas-ornamentales-tipos-caracteristicas-y-metodos-de-explotacion...
minerales-y-rocas-ornamentales-tipos-caracteristicas-y-metodos-de-explotacion...minerales-y-rocas-ornamentales-tipos-caracteristicas-y-metodos-de-explotacion...
minerales-y-rocas-ornamentales-tipos-caracteristicas-y-metodos-de-explotacion...
 
Visita a cantera - mecanica de suelos
Visita a cantera   - mecanica de suelosVisita a cantera   - mecanica de suelos
Visita a cantera - mecanica de suelos
 
1 cap i-mr-2012-i- mecanica de rocas
1 cap i-mr-2012-i- mecanica de rocas1 cap i-mr-2012-i- mecanica de rocas
1 cap i-mr-2012-i- mecanica de rocas
 

Diseño de tuneles

  • 1. UAP-CAJAMARCA DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE TÚNELES DISEÑO DE TUNELES
  • 2. INTRODUCCIÓN  La ingeniería es la solución mecánica a un problema práctico. Es pura ingenuidad, y el hombre ha confiado en ella desde el principio de los tiempos. Por ejemplo cuando ha usado un palo para robar miel de un panal ubicado a mitad de altura de un árbol evitando así ser picado por las abejas, o cuando ha cargado una piedra de 50 toneladas sobre dos troncos de árbol que actuaban como ruedas.  Un túnel es una obra de ingeniería que para su construcción, requiere de técnicas, productos, equipos especiales y de análisis geológicos, geotécnicos e hidráulicos; este es realizado por especialistas, una vez que se ha definido el proyecto de construcción de un túnel. Se conoce las condiciones y características del lugar, eligiendo el proceso constructivo que conviene para su construcción. Según las dimensiones del proyecto, se deben de considerar otros factores como son seguridad, economía y durabilidad de la obra.
  • 3. TUNEL Un túnel es una obra subterránea de carácter lineal, cuyo objetivo es la comunicación de dos puntos, para realizar el transporte de personas, materiales entre otras cosas. Normalmente es artificial. Un túnel puede servir para peatones, aunque generalmente sirve para dar paso al tráfico, para vehículos de motor, para ferrocarril o para un canal. Algunos son acueductos, construidos para el transporte de agua (para consumo, para aprovechamiento hidroeléctrico o para el saneamiento). También hay túneles diseñados para servicios de telecomunicaciones. Incluso existen túneles para el paso de ciertas especies de animales. Algunos conectan zonas en conflicto o tienen carácter estratégico, ya que sirven como refugio. En las grandes ciudades el transporte se realiza mediante una red de túneles donde se mueve el metro. La posibilidad de soterrar ahorra espacio e impide el cruce al mismo nivel del tren con los peatones o los vehículos.
  • 4. IMPORTANCIA DE LOS TÚNELES Los túneles son un medio de comunicación artificial entre dos puntos separados por un suelo o roca. Su objetivo es el de permitir el paso de personas, ferrocarriles, vehículos, conducciones eléctricas, de agua u otros. Debido a su utilización diversa elevan su importancia a medida que la sociedad avanza y son inevitables en grandes núcleos urbanos muy masificados por edificios para establecer líneas de metro; en la comunicación de poblaciones separadas por una orografía pronunciada o incluso por mar, como es el túnel del Canal de la Mancha. Minería: aunque se suelen denominar galerías o pozos, dependiendo de la orientación, su fin es unir dos puntos, en el caso, para acceder a una mineralización.
  • 5. Túnel para ferrocarril Túnel en minería Túnel para peatones Túnel para carros
  • 6.
  • 7. Investigación Geotécnica Es esencial que cualquier proyecto de túnel comience con una investigación sobre las condiciones del terreno. Los resultados de la investigación nos permitirán saber cuál es la maquinaria y los métodos de excavación y sostenimiento a realizar, y podrán reducir los riesgos de encontrar condiciones desconocidas. En los primeros estudios, las alineaciones horizontales y verticales serán optimizadas para aprovechar las mejores condiciones de agua y suelo. En el caso de los túneles en roca, dada la variabilidad de los distintos factores que intervienen en la mecánica de rocas, es frecuente abordar su estudio mediante las llamadas clasificaciones geomecánicas, entre las que destaca la clasificación geomecánica RMR.
  • 8. Mecanismos de inestabilidad Distribución espacial de las discontinuidades, relación entre su posición (rumbo y buzamiento) con la dirección del túnel. Siendo este él más importante a considerarse en el trazo de entrada y salida del túnel. • Presencia y naturaleza de los materiales de relleno de la discontinuidades. • Irregularidades en las superficies de las discontinuidades. • Rotura y movimientos anteriores
  • 9. Métodos de clasificación del macizo rocoso Existen muchos métodos útiles para poder clasificar un macizo rocoso, entre ellos se puede escoger algunos métodos elaborados por autores conocidos mundialmente en el campo de la mecánica de rocas que realiza análisis específicos para el diseño de túneles entre estos podemos mencionar a Barton y Bieniawski, Q RQD J r J w J n J a SRF Esfuerzo Activo Tamaño de los Bloques de Roca • Agua Resistencia al Corte o Cizalle reduce la resistencia al corte • Las zonas de cizalle generan tension
  • 10. Trazado del Túnel • Para la definición del trazado de un túnel, deben considerarse diversas características geológicas: • Tipos de roca y sus propiedades. • Orientación de discontinuidades respecto al eje del túnel, influye en la dificultad para la de excavación y sus condiciones de estabilidad. • Condiciones favorables es que discontinuidades manteen hacia el sentido de avance de la excavación. • Presencia de fallas, su orientación y espesor.
  • 11. Al perforar un túnel se puede encontrar tres tipos de condiciones naturales que dan lugar ala perdida de resistencia del macizo rocoso y, por lo tanto, a problemas de estabilidad: Orientación desfavorable de discontinuidades. Orientación desfavorable de las tensiones con respecto al eje del túnel. Flujo de agua hacia el interior de la excavación a favor de fracturas, acuíferos o rocas estratificadas.
  • 12. Excavación de Túneles En suelo, excavación es manual o mecánica, seguida rápidamente por soporte para mitigar las deformaciones y prevenir colapsos. En roca, se puede usar tronadura controlada, cortadores rotatorios o TBM
  • 13. Tunnel Boring Machines (TBM) Grandes cabezas rotatorias de hasta 12 m de diámetro, armadas con discos o puntas, rotan a 210 rpm. Avance hasta 30 m/día.
  • 14. TBM  Efectividad (y conveniencia económica) de la TBM depende de las condiciones de la roca. Rocas de UCS > 150MPa tienden a ser muy problemáticas.  Abrasividad de la roca es importante ya que gasta rápidamente los discos. La abrasividad depende del contenido de cuarzo, tamaño del grano, resistencia y porosidad de la roca.  Niveles de stresses sobre la roca son comparables a las de tronaduras.  Ventajas son la generación de paredes suaves con poca sobre-excavación, lo que reduce necesidades de soporte.
  • 15. Casos Especiales a) Cambio de roca a suelo • El paso del túnel de roca a suelo debe ser previsto y medidas especiales deben ser tomadas. Puede ser conveniente variar el trazado para evitar esta situación. • Cambio drástico en condiciones y métodos de excavación y soporte. • Suelo puede estar saturado e inundar el túnel al pasar el contacto. • El contacto usualmente es una superficie de erosión, generalmente irregular y por la tanto difícil de predecir en su localización exacta.
  • 16. b) Túneles Parietales • Excavados subparalelos y a poca distancia de una pared o ladera rocosa en superficie. Falta de continuidad del macizo provoca anomalías en las condiciones de esfuerzos. • Propiedades de la roca e inclinación de la ladera inciden directamente en estabilidad del túnel. En algunos casos puede convenir reemplazar la roca con materiales artificiales en vez de soportarla.
  • 17. Construcción Los túneles se construyen excavando en el terreno, manualmente o con máquinas. Los sistemas habituales de excavación subterránea son medios mecánicos, voladuras y manual: Los medios mecánicos mediante minador puntual (rozadora), minador a sección completa o TBM o tuneladora (Tunnel Boring Machine) o con maquinaria convencional (martillo picador, excavadora...) Perforación y voladura mediante explosivos. Manual, método derivado de la minería clásica del carbón, en el que los operarios pican con martillo neumático la sección a excavar y otra partida de obreros desescombran manual o semimanualmente.
  • 18.
  • 19. Túneles carreteros Se diseñan para favorecer el paso fluyente, continuo, y seguro de vehículos motorizados, a través de los obstáculos topográficos que impiden el trazado de una carretera cruzando montañas horadando macizos rocosos, con objeto de lograr un trazado cómodo y funcional. Su diseño debe ser básicamente seguro, funcional y hasta donde sea posible estético.
  • 20.
  • 22.
  • 23.
  • 24.
  • 25.
  • 26.
  • 27. "El ingeniero que se enfrenta al proyecto y construcción de un túnel, debe considerar varios aspectos, todos ellos importantes, ya que cada uno por si sólo, puede hacer fracasar el proyecto."