Trabajo tuneles y explosivos

1
Universidad Católica
de Santa María
Facultad de Arquitectura e Ingeniería Civil y del
Ambiente
Escuela Profesional de Ingeniería Civil
INGENIERIA DE CARRETERAS II
TEMA: ¨EXPLOSIVOS Y CONTRUCCION DE UN TUNEL¨
Docente: Ing. GARCIA GODOS PEÑALOZA LUZ MATILDE
Semestre: VI
Grupo:5
INTEGRANTES:
Antezana Carrera, Sebastián Augusto
Chambi Almanza Alan Jafetd
Gómez Mamani, Diego Mauricio
Pinto Verástegui, Adbeel Patrick
Ponce Parillo, Elvis Diego
Segundo Cutire Jhunior Alberto
Arequipa - Perú
2020

2
Índice
I. Introducción............................................................................................................... 4
II. Palabras claves........................................................................................................... 5
III. Desarrollo .............................................................................................................. 5
A. Funciones y necesidades de los túneles de carreteras............................................ 5
1. Túneles para el transporte de personas y mercancías ........................................ 6
2. Túneles para el transporte de agua..................................................................... 6
3. Túneles en sistemas de alcantarillado ................................................................ 6
4. Túneles para diversos servicios (cables y tuberías) ........................................... 6
B. Factores relacionados con la función del túnel para carretera ............................... 6
C. Características de túneles de carretera ................................................................... 7
D. Clasificación de túneles según Manual de Carreteras. .......................................... 9
1. Según Ubicación. ............................................................................................. 10
2. Según Características Constructivas. ............................................................... 10
3. Según la cantidad de tubo de circulación......................................................... 11
4. Según el tipo de sección................................................................................... 11
5. Según Clima y Altitud ..................................................................................... 11
6. Según Equipamiento Según Flujo Vehicular y Longitud ................................ 12
E. Construcción de túneles:...................................................................................... 15
1. Estudios preliminares....................................................................................... 15
2. Trazado del túnel.............................................................................................. 16
3. Estudios geológicos, hidrológicos, geotécnicos y geomecánica del terreno ... 16
F. Métodos de construcción de un Túnel................................................................. 22
1. Método de excavación ..................................................................................... 22
2. Método Belga................................................................................................... 23
3. Método suizo.................................................................................................... 24
4. Método nuevas tuneladoras.............................................................................. 24
IV. Conclusión........................................................................................................... 25

3
V. Bibliografía.............................................................................................................. 26

4
I. Introducción
En obras públicas se plantea frecuentemente el problema de la construcción de túneles,
ya que nuestro país tiene una accidentada geografía a causa de grandes sistemas
montañosos en diferentes puntos, lo que, a dado origen a este tipo de construcciones, para
poder enlazar en forma más expedita ciudades o lugares de importancia y facilitar los
transportes más diversos. Además, dado al notable crecimiento en la última década de la
actividad económica de nuestro país ha sido necesario estudiar nuevas alternativas de
tránsito a las ya existentes, mejorando así los niveles de servicios de nuestros caminos.
Las técnicas de construcción de túneles se mejoran y perfeccionan continuamente, tanto
en el aspecto de seguridad como en el de rendimiento, es así como surge la necesidad de
investigar las nuevas técnicas de construcción para el aprovechamiento de los recursos
disponibles a un costo de operación y mantención más bajo.
El principal objetivo de esta memoria es realizar un estudio detallado de esta innovación
tecnológica, sin olvidar los métodos clásicos, de forma que ésta sirva de guía para las
diferentes personas que se ven involucradas en la construcción de un túnel, ya que las
publicaciones existentes son escasas y, debido al constante avance del mundo
tecnológico, no debidamente actualizadas.
A continuación, se expone información para las diferentes alternativas que existen hoy en
día para la realización de este tipo de obras.

5
II. Palabras claves
 Afloramientos: Un afloramiento o afloramiento rocoso es una exposición
visible de roca madre o de depósitos superficiales antiguos en la superficie
de la Tierra.
 Bóveda: Obra de fábrica arqueada, que sirve para cubrir el espacio entre
dos apoyos y forma el techo o la cubierta de una construcción.
 Cimbrado: Colocación de las cimbras en las cimbras en la construcción
de un arco o bóveda.
 Corrimientos: Deslizamiento de una capa estratigráfica sobre otra hasta
colocarse encima.
 Emboquille: Preparar la entrada de una galería o de un túnel.
 Erosionabilidad: Susceptibilidad a la erosión; su estudio se realiza a
través de los factores naturales que configuran el medio. Es el deterioro,
alteración, contagio, desequilibrio y toda otra acción que afecte
negativamente el equilibrio natural o el estado de sanidad de organismos
vivientes y no-vivientes.
 Hastial: Cara lateral de una excavación minera.
 Horadar: Hacer un agujero de forma que atraviese una cosa de parte a
parte
 Hormigón armado: Bloque de hormigón reforzado interiormente por una
armadura de barras de hierro o acero para, una vez fraguado, absorber los
esfuerzos de tracción a que queda sometido.
 Hormigón: Material de construcción formado por una mezcla de piedras
menudas y un tipo de argamasa (cal, cemento, arena y agua).
 Limo: Barro o légamo, en especial el mezclado con restos orgánicos.
 Subacuática: Que se realiza o se produce debajo del agua.
 Trinchera: Zanja excavada en la tierra dentro de la cual quedan los
soldados protegidos del fuego enemigo o parcialmente cubiertos para
poder disparar.
 Zonas carsticas: se caracteriza por contener, entre otros: mogotes, torres,
dolinas, sumideros, zanjones, cuevas, cavernas, acuíferos, ríos
subterráneos y manantiales que han desarrollado paisajes de cualidades
espectaculares con un alto valor geológico, ideológico, ecológico,
histórico, recreativo y escénico.
III. Desarrollo
A. Funciones y necesidades de los túneles de carreteras
La construcción de túneles para salvar obstáculos naturales se practica desde la
antigüedad; podríamos resumir diciendo que en un principio fue el transporte
de agua lo que necesitó de la solución túnel, debido a los requerimientos de
pendiente mínima o nula; más adelante el desarrollo del ferrocarril, y

6
posteriormente el desarrollo de los vehículos motorizados, hicieron necesaria
la construcción de túneles por razones parecidas a las anteriores (evitar fuertes
pendientes) pero también por razones nuevas: acortar distancias y ganar
seguridad.
A continuación, se enumeran, a modo de introducción, los distintos tipos de
túneles que se construyen para el transporte, cuyas características se describirán
más adelante.
1. Túneles para el transporte de personas y mercancías
 En carreteras
 En líneas del ferrocarril
 En líneas de transporte urbano (Metro)
 Pasos para peatones
 Pasos para ciclistas
2. Túneles para el transporte de agua
 En canales
 En abastecimientos urbanos
 Para el riego
 En centrales hidroeléctricas
 Para el agua de enfriamiento en centrales térmicas y nucleares
3. Túneles en sistemas de alcantarillado
4. Túneles para diversos servicios (cables y tuberías)
B. Factores relacionados con la función del túnel para carretera
Estos factores que se enumeran por separado son, sin embargo, dependientes
entre sí, de manera que la acción de unos condicionará la de otros.
 La ubicación del túnel, que podrá ir a través de una montaña, ser
subacuático o urbano.
 El terreno puede ser desde un limo blando hasta una roca dura; la selección
que se haga del terreno implicará cambios en la geometría, en la forma de
la estructura y por supuesto en el método de construcción.
 Las dimensiones del túnel acabado (ancho, altura y longitud), así como los
parámetros que definan la planta (curvas circulares, de transición) y el
alzado (pendientes máximas); estos límites podrán ser muy reducidos en
unos casos, y se podrá disponer de un amplio campo de posibilidades en
otros.

7
 La forma estructural, que podrá ser un círculo, rectangular, de herradura,
etc. el material utilizado será el hormigón con mayor o menor espesor y el
acero. La forma estructural deberá soportar las presiones de los terrenos.
Tanto el tipo de terreno como el método de construcción influirán
decisivamente sobre la forma estructural.
 El sistema de construcción que presenta numerosas posibilidades, desde,
la excavación por explosivos hasta las máquinas tuneladoras a sección
completa, pasando por los procedimientos de corte del terreno y posterior
relleno para los túneles más superficiales. La elección del método vendrá
determinada por las condiciones del terreno, pero también por los medios
económicos de que se disponga.
 El equipamiento del túnel ya terminado, las calzadas o las vías de
ferrocarril, la iluminación, los sistemas de control, los acabados
decorativos en su caso.
Todos estos factores se tienen en cuenta en la planificación y diseño del
proyecto de un túnel.
C. Características de túneles de carretera
Los túneles para carreteras pueden ser, al igual que para el ferrocarril, cortos
y largos; su definición en planta también tiende a ser en recta por ser el camino
más corto y por lo tanto el más económico, aunque al igual que para el
ferrocarril se construyen en curva si las condiciones del terreno a atravesar lo
recomiendan o por otras causas. Las curvas pueden ser más cerradas (son
normales radios de 400 m).
El perfil longitudinal sigue las mismas pautas que los anteriores en cuanto a
las condiciones necesarias para la evacuación de las aguas por gravedad, tanto
durante su construcción como posteriormente y siempre que sea posible. La
diferencia más importante, comparándolos con los de ferrocarril es en la
pendiente permitida: son pendientes normales las de 35 y 45 milésimas, e
incluso se pueden utilizar en un tramo corto rampas de 65 milésimas, como
en el caso de túneles subacuáticos en los que duplicando la pendiente se
consigue reducir a la mitad la longitud del descenso hasta el nivel obligado.
East Poma, l. (2014). Sección transversal de un túnel de carretera.
Figura 1

8
La sección tipo de los túneles de carreteras es un poco mayor que la del
ferrocarril de vía doble. El ancho para dos carriles ronda los 9 m, y la altura
libre es alrededor de los 5 m. Lo normal es que se construyan túneles de dos
carriles únicamente ya que en todos los túneles el aumento del ancho
repercute de manera desproporcionada en el costo, al tenerse no sólo que
excavar un mayor volumen sino también aumentar el espesor del
revestimiento. Por ello es preferible excavar dos túneles paralelos con dos
carriles cada uno cuando las necesidades sean de cuatro vías (dos para cada
sentido). Un túnel excepcional en lo que se refiere a la anchura es el de Saint-
Cloud en la autopista del Oeste a la salida de París que dispone de cinco vías
de circulación.
East Poma, l. (2014). Túnel de carretera de Saint-Cloud. Figura 2

9
En cuanto al equipamiento del túnel es necesaria una iluminación que debe
ser potente en la entrada, sobre todo de día, y disminuir progresivamente hacia
el interior cuando ya el ojo humano se ha adaptado al cambio de luminosidad
exterior-interior. La ventilación debe prever hasta las situaciones de
emergencia, como colapsos de transito e incendios. El proyecto de ventilación
tiene gran influencia en el proyecto y la construcción del túnel, pues el paso
de los conductos de aire ocasiona problemas de espacio, y los futuros pozos
de ventilación del túnel se pueden utilizar durante la construcción para
multiplicar los frentes de excavación del túnel y también como ventilación.
East Poma, l. (2014). Ventilación del Holland-Tunnel y del Mont Blanc
Figura 3
En algunos túneles de carreteras se permite el paso de peatones y ciclistas,
con el inconveniente de que además del aumento de las dimensiones del túnel
y su repercusión en el costo, los ciclistas retrasan el flujo total del tráfico y
tanto ellos como los peatones requieren unas normas más altas de ventilación,
ya que permanecen durante más tiempo en el interior del túnel y además
realizan ejercicio. Es por todo ello que se construyen túneles aparte, para
peatones y ciclistas, en aquellos países en los que es importante el transporte
en bicicleta, o incluso por debajo de la plataforma de la carretera en cortos
túneles subacuáticos de algunas ciudades. Estos túneles tienen unas
restricciones mínimas, tanto de espacio como de pendientes.
D. Clasificación de túneles según Manual de Carreteras.

10
1. Según Ubicación.
Los túneles, según su ubicación en relación a las ciudades, pueden ser
definidos como:
a) Rurales
Son túneles ubicados fuera del entorno urbano y que, en general, están
destinados a atravesar obstáculos físicos tales como montañas o cuerpos
de agua que resultan difíciles o inconvenientes de cruzar mediante
puentes. Los túneles rurales habitualmente tienen pocas restricciones
espaciales. Por otra parte, en ellos suele ser más costoso el
abastecimiento de agua y electricidad para la operación de los sistemas
de incendio, iluminación, ventilación, controles y comunicaciones que
puedan requerirse. En general, estos túneles son excavados en roca y
suelos residuales (cruce de montañas) o suelos sedimentarios (cruce de
ríos y otros).
b) Urbanos
Son túneles emplazados dentro de los límites de la ciudad y están
fuertemente constreñidos espacialmente por las redes de servicios
propios de las urbes modernas, como ser: redes de alcantarillado, redes
de trenes subterráneos, redes de agua potable, redes de gas, redes de
alimentación, eléctrica, teléfonos, fibra óptica, etc. Los túneles urbanos
son frecuentemente del tipo trinchera cubierta y excavados en suelos
sedimentarios. En los túneles urbanos los problemas de ventilación
resultan, a veces, dificultados por el hecho de que no siempre se puede
expulsar libremente el aire viciado proveniente del interior del túnel,
debido a restricciones de carácter ambiental.
2. Según Características Constructivas.
Los túneles según sus características estructurales y de construcción
pueden ser definidos como:
a) Túneles en roca
(Normalmente a través de una montaña)
b) Túneles en suelo
(Normalmente urbanos)
c) Túneles falsos
(Construidos en hormigón armado y luego tapados con suelo.
Generalmente se construyen antes de la entrada a los túneles en roca, para
proteger a los vehículos de la caída de rocas).

11
d) Trincheras cubiertas
(Estructuras de hormigón armado de sección rectangular, construidas en
suelo y luego tapadas. Generalmente son urbanas).
e) Cobertizos
(Estructuras de hormigón armado de sección rectangular construidos en
zonas montañosas para proteger a los vehículos de las avalanchas de
nieve. Estas estructuras generalmente son abiertas en uno de sus
costados).
3. Según la cantidad de tubo de circulación
a) Único
Túnel con un solo tubo de circulación, que puede ser en uno o dos
sentidos.
b) Gemelos
Túnel con dos tubos de circulación, que están emplazados uno al
costado del otro, con conexiones entre sí.
c) Múltiples
Túnel con más de dos tubos de circulación.
4. Según el tipo de sección
a) Rectangular
b) Circular
c) Herradura
5. Según Clima y Altitud
Resulta de especial importancia la ubicación geográfica
(fundamentalmente altitud) en donde se ubique la obra y el clima del
sector.
Toda obra localizada en altura considerable y en un clima lluvioso o
sectores con filtraciones mayores, requerirá el diseño especial de canaletas
conductoras – evacuadoras de aguas, las cuales deberán ser calculadas,
dimensionadas y localizadas de manera que cumplan con el objetivo de
mantener las pistas secas.

12
La ubicación geográfica determinará la posibilidad de congelamiento de
aguas escurrentes o infiltradas a la obra para lo cual deberá procederse a
neutralizar el fenómeno que provoque esta situación.
Hay dos fenómenos, particularmente peligrosos para los conductores, que
se producen frecuentemente en túneles cordilleranos con exceso de agua,
que deben evitarse a toda costa:
 Pavimentos con una película superficial de agua congelada, que se
tornan muy resbalosos.
 Empañamiento repentino del parabrisas al ingresar un vehículo a
baja temperatura a un túnel lleno de aire saturado y a mayor
temperatura que el vehículo.
Para evitar estos fenómenos se deberá considerar en el proyecto la
colocación de láminas térmicas, por ejemplo, CARFOAM, las cuales
evitan la generación de goteos y su posterior congelación de arriba hacia
abajo (estalactitas) o de abajo hacia arriba (estalacmitas).
6. Según Equipamiento Según Flujo Vehicular y Longitud
La Figura A. ilustra una clasificación de los Túneles en función del
Tránsito Medio Diario Anual (TMDA) y del Tránsito en Hora Punta
asociado a dicho TMDA, versus la longitud del ducto; según ello se
clasifican las obras en cuatro categorías, para las que en la Tabla B se
indica el tipo de Equipamiento de Seguridad y Control con que debería
contar el Túnel. El TMDA se debe considerar al horizonte de diseño de la
obra y el Tránsito en Hora Punta como el de la Hora 30 a dicho horizonte.

13
Las líneas punteadas de la figura corresponden a la frontera para la cual a
un mismo TMDA, túneles de mayor longitud pasan a la categoría superior
en cuanto a equipamiento deseable.
Se establece además que según sea la longitud del Túnel, cuando el tránsito
de la hora punta es del orden de 1500 a 1900 Veh/h, se deben diseñar
ductos unidireccionales de 2 pistas cada uno; pudiendo inicialmente
construirse un ducto bidireccional, para luego construir el segundo ducto
quedando ambos unidireccionales.
Debe tenerse presente que para los TMDA indicados entre un 20 y 40%
son camiones y buses, según el camino de que se trate. En hora punta estos
porcentajes suelen bajar a valores comprendidos en el rango de 7 a 18%.
El volumen de 12.500 Veh/día, para un túnel corto, que requeriría Ductos
Unidireccionales corresponde al porcentaje menor de camiones y buses.
Consecuentemente, para el límite superior de vehículos comerciales la
línea divisoria entre túnel bidireccional y de ductos unidireccionales se
desplazará hacia abajo, dependiendo entre otros factores de la pendiente
longitudinal y del tipo de carretera de que se trate, es decir de la calidad
del servicio que le corresponda.
La longitud de un túnel es fundamental en la determinación de las
especificaciones de requerimientos de equipamiento, ya sea para
implementación inmediata o a futura.

14
Debe tenerse presente que siempre es posible realizar el equipamiento de
un túnel, en forma progresiva. Sin embargo, es necesario tomar las
precauciones respectivas en el diseño dela sección básica y obras civiles,
particularmente si se pretende habilitar sistemas de ventilación en etapas
posteriores.
En todo caso, la clasificación apunta principalmente al tipo de
equipamiento con que deberían contar los túneles y la decisión de construir
uno o dos ductos deberá ser tomada tras un estudio técnico económico que
pondere adecuadamente todos los factores involucrados.
Un túnel de gran longitud, pero de escaso tráfico puede considerar la
postergación de cierta implementación, pero debe considerar en su diseño
los espacios y/o condiciones específicas para estas implementaciones a
futuro.
Según el tipo de túnel que corresponda de acuerdo a lo indicado, quedarán
determinados los equipos de seguridad requeridos y/o recomendados en
cada caso (Ver Tabla B).

15
Las principales características de estos Sistemas de seguridad son las que
se indican:
a) Luces de Evacuación de Emergencia
Son luces usadas para indicar o mostrar el camino hacia las bocas de los
túneles en caso de presencia de humo. Son equipos activados manual o
automáticamente en caso de incendio. Debe tratarse de luz blanca que
pueda verse a través del humo, instaladas en las paredes a 1 m sobre el
pavimento y a lo menos cada 50 m una de otras, deben tener capacidad
para permanecer a lo menos 1 hora encendidas.
b) Extintores de Incendio
Debe tratarse de equipos puestos en nichos en las paredes del túnel dentro
de cubículos iluminados con puerta de vidrio delgado fácil de romper en
caso de requerimiento. Deben estar indicados con señalización adecuada,
reflectante e iluminación interior. A lo menos se considera un punto de
ubicación cada 200 m.
c) Teléfonos de Emergencia
Estos teléfonos deben estar destacados, y deben funcionar de manera tal
que emitan una señal al controlador con solo levantar el auricular no
requiriendo discar ningún número. Se deben instalar en nichos cubiertos
con un semi techo. Su número debe ser uno cada 200 m de longitud de
túnel.
d) Señales de Servicio
Debe considerarse dentro del túnel la instalación destacada de señales
camineras que indiquen la presencia de extintores de incendio, teléfono de
emergencia, velocidad y otras condiciones especiales de la obra. Marcas
de Pavimento.
e) Ojos de Gato
Debe considerarse la instalación de este tipo de marcas reflectantes en el
pavimento igual que su instalación en el camino exterior.
E. Construcción de túneles:
1. Estudios preliminares
En las obras públicas, a menudo surgen problemas en la construcción
de túneles. Cuando es imposible (incapacidad para pasar por carreteras
de montaña) cavar zanjas o es demasiado caro, se necesitan túneles para
construir carreteras, vías férreas y canales. La construcción del túnel
plantea una serie de interrogantes relacionados con la voluntad de
trabajar. Ya existen métodos para implementar estos métodos y el
equipo del taller. La solución depende de la naturaleza del terreno,
resistencia y posible agua.

16
2. Trazado del túnel
El proyecto del trazado de túnel en planta y perfil longitudinal de un
tramo de carretera o autopista, canal. Ferrocarril, etc., que incluya un
túnel constituye la etapa más importante de su concepción, a lo que
rara vez se le presta la debida atención.
La consideración del "sistema complejo", que forma un túnel, debe
comenzar desde el proyecto de su trazado en planta y su perfil
longitudinal, cosa que suele ser poco
frecuente. En esta fase, la optimización técnica y económica es de la
mayor importancia.
Es indispensable contar desde los primeros estudios con un equipo
multidisciplinar
constituido por proyectistas y expertos con gran experiencia que
permitirán determinar todos los problemas potenciales que puedan
darse en el proyecto de estudio, en lugar de disponer siempre de
información preliminar incompleta, y así adoptar las decisiones
correctas para los temas importantes que, una vez consolidadas,
permitirán establecer otros criterios progresivamente teniendo en
cuenta la información adicional de la que se vaya disponiendo.
Figura 4: trazo de túnel para carretera
3. Estudios geológicos, hidrológicos, geotécnicos y geomecánica del
terreno
a) Estudio geológico del terreno
La investigación geológica de la topografía incluye el
levantamiento geológico y el mapeo de la topografía por expertos.
Esta investigación debe abarcar todo el proyecto y sus posibles
variantes para poder tomar decisiones con pleno conocimiento de
los hechos.

17
Con base en las condiciones subterráneas predecibles de esta
investigación, se puede utilizar alguna aproximación para
determinar la naturaleza del suelo encontrada, su dureza y su
distribución a lo largo del túnel.
Se llevarán a cabo estudios e investigaciones geológicas y
geotécnicas adecuadas para obtener un conocimiento detallado del
terreno que se verá afectado directa o indirectamente por la
construcción y desarrollo de obras subterráneas y sus áreas de
acceso.
El reconocimiento aparentemente reconocible se hará con
trincheras, fosos, perforaciones o estaciones geomecánicas, se
extenderán a ambos lados de la traza del plano del túnel, hasta una
cierta distancia, de modo que los datos obtenidos pueden ser
utilizados en el caso de extrapolación al interior del terreno. El
túnel rastrea el nivel a alcanzar para comprenderlo.
Si el terreno involucrado es un entorno rocoso, se debe prestar
especial atención a la eventual existencia de fallas o
discontinuidades importantes regionales o locales que pueden ser
causadas por la perforación del túnel.
También se destacarán otras anomalías o anomalías estructurales
en el terreno o en entornos rocosos (como las zonas kársticas).
Los estudios se centrarán también en las posibles áreas de salida
del túnel, con objeto de examinar y conocer con mayor precisión el
terreno en tales zonas, posiblemente más débiles bajo el punto de
vista geotécnico, y poder fijar mejor el punto de arranque de la obra
subterránea.
El acusado influjo del agua en los diferentes aspectos del diseño,
construcción y
explotación de la obra subterránea, exige un adecuado estudio de
las condiciones hidrogeológicas del entorno del túnel.
La gran variedad de métodos de prospección y ensayos para
determinar las propiedades geotécnicas exige una adecuación y una
actuación, acorde con las características, profundidad e
importancia de la obra. Galerías y Pozos de
reconocimiento, sondeos mecánicos, zanjas, calicatas, métodos
geofísicos, toma de muestras y ensayos de campo o laboratorio,
deben ser seleccionados para obtener una suficiente base para el
diseño del túnel.

18
(1) Objetivos a conseguir con los reconocimientos y
ensayos
 Determinación del perfil geológico del túnel, con definición
litológica y tectónica del terreno atravesado, en especial:
 Fallas y contactos mecánicos.
 Zonas tectónicas.
 Zonas alteradas.
 Corrimientos.
 Zonas carstificadas o milonitizadas.
 Rocas alterables, solubles o expansivas.
Se debe prestar especial atención a las fallas activas en
zonas con riesgo sísmico, analizando las posibles soluciones
(cambio de trazado, dispositivos de absorción de desplazamientos,
etc.).
 Caracterización geotécnica cuantitativa de los terrenos, que
sirva de base para la utilización de las clasificaciones
geomecánicas adecuadas y posterior sectorización del
túnel. Debe comprender, al menos, la determinación de los
parámetros correspondientes a:
 Resistencia y deformabilidad.
 Permeabilidad.
 Alterabilidad.
 Expansividad.
 Erosionabilidad.
 Comportamiento geológico
 Recomendaciones sobre tipos de sostenimiento a adoptar
para los distintos sectores establecidos, tanto provisionales,
con objeto de proteger a los trabajadores, como definitivos.
 Recomendaciones orientadas a definir los sistemas de
ejecución, las cuales deben comprender:
 Análisis de la perforabilidad mecánica
 Métodos de sostenimiento recomendados.
 Métodos de revestimiento recomendados.
 Problemática previsible de la excavación (estabilidad,
avenidas de agua. presencia de líquidos o gases, etc.).
 Análisis específico de las áreas de emboquille y posibles
estructuras especiales, que comprenda los siguientes
aspectos:

19
 Estudio de estabilidad de taludes en zonas de acceso
al túnel.
 Recomendaciones sobre la zona de emboquille.
 Revestimientos en zonas de emboquille.
 Estudios complementarios para estructuras
especiales.
b) Estudios hidrogeológicos del terreno.
Se efectuarán los estudios hidrogeológicos necesarios para conocer
de una manera suficiente, para las etapas de construcción o
explotación, las siguientes facetas:
 Establecimiento del o de los niveles freáticos y su eventual
variación estacional.
 Existencia de fuentes, manantiales, captaciones de agua,
etc., que puedan influir en el túnel, o ser influidos por éste.
 Permeabilidad o transmisividad de los diferentes terrenos
que pudieran ejercer su influjo en los aportes de agua al
túnel durante la vida de la obra.
 Factores que influyen en la elección del drenaje o
impermeabilización del túnel.
 Influjo del eventual drenaje del túnel en la posible variación
de las condiciones
 hidráulicas de los niveles freáticos, afloramientos o
aprovechamientos.
 Posibilidad de que el túnel suponga una barrera total o
parcial a las corrientes
 subálveas naturales, y la correspondiente variación.
c) Estudios geotécnicos y geomecánicas del terreno
El estudio geológico de un macizo se concreta en el
establecimiento de diversas características de las rocas del mismo,
entre las que destacan dos: la estructura geológica que presentan
(incluida la descripción del origen, historia geológica y disposición
de pisos, etc.) y la Clasificación geológica habitual (granitos, gneis,
esquistos, etc.) junto con el posible estudio de su Mineralogía
(Cristalografía). Características complementarias de un estudio
geológico pueden ser una evaluación aproximada de algunas
propiedades mecánicas de dichas rocas matrices, como la Cohesión
o la Dureza.

20
El estudio geotécnico tiene que ir mucho más allá, porque de lo que
se trata es de prever el comportamiento mecánico del macizo
rocoso cuando se le someta a modificaciones en su estado tensional
de equilibrio, consecuencia de la construcción del túnel. De ello
responden no sólo las características intrínsecas de las rocas
matrices, sino su disposición estructural natural, su estado de
fracturación y la presencia de agua, así como de posibles
discontinuidades o, en el límite, accidentes geológicos singulares.
En resumen, desde un punto de vista práctico, el proyectista debe
considerar que un macizo rocoso necesita una definición
geotécnica que ha de abarcar los cuatro aspectos siguientes:
 Características intrínsecas del material básico (las rocas
matrices), entendiendo que ha de extenderse a cada uno de
los varios conjuntos de rocas matrices que puede presentar
un macizo, aunque, en principio, parezca continuo y sano.
 Evaluación de discontinuidades. Pueden señalarse la
orientación de los planos de las mismas (rumbos y
buzamientos); la frecuencia de tales discontinuidades; la
apertura o separación de dichos planos; la naturaleza de los
rellenos posibles; la rugosidad de los planos límites; la
presencia y circulación de agua, etc.
 Respuesta esperable de la roca matriz (así como de las
discontinuidades que presente) en el supuesto de cambios
en el estado de equilibrio tensional "roca rellenos agua".
 Respuesta final esperable del macizo (es decir, del conjunto
de rocas matrices o componentes básicos) a los cambios
antes citados que es el objetivo final del estudio geotécnico
del mismo.
Siguiendo la lista anterior, los dos primeros apartados se refieren a
lo que se llama usualmente descripción geotécnica de las rocas del
macizo y de su conjunto, es decir del propio macizo. Para ello se
usan las metodologías geológicas habituales que van desde la
geomorfología observada en superficie (afloramientos y catas) o en
las columnas de sondeos hasta reconocimientos geofísicos.
Los dos últimos apartados se refieren a la evaluación de parámetros
geotécnicos. De ellos, el tercero requiere principalmente ensayos
de laboratorio y el cuarto una combinación de ensayos de
laboratorio con nuevos datos de sondeos mecánicos, prospecciones
geofísicas o ensayos mecánicos in situ.
Este conjunto de trabajos tiene por objeto llegar a calificar las
formaciones presentes en el macizo a través de datos que van desde
la mera descripción geomorfológica a la identificación concreta y,
desde una primera clasificación de los materiales básicos a la

21
clasificación y calificación geotécnica de los diferentes tramos del
macizo.
La clasificación geomecánica del macizo rocoso es, pues, en primer
lugar, el banco de datos que se ofrece para el diagnóstico
cualitativo del macizo que se estudia. Pero, además, y como se
verá, el elemento básico de lo que se puede llamar métodos
empíricos de dimensionamiento y cálculo de la estructura resistente
del túnel.
 Investigación de sitio
 Geología de superficie.
 Sondajes en portales, a lo largo del túnel y zonas aledañas.
Incluir ensayos de permeabilidad y piezómetros.
 Geofísica
 Muestras sacadas en cota del túnel.
 Información debe ser tal de poder generar perfiles a lo largo
del túnel con tipos de roca, estructuras, calidad geotécnica
y condiciones hidrogeológicas.
 Condiciones de temperatura y posible presencia de gases en
la excavación deben ser examinadas.
 Prospecciones geofísicas
 Métodos sísmicos
 Métodos eléctricos
Figura 5:

22
F. Métodos de construcción de un Túnel
1. Método de excavación
Uno de los métodos de excavación de túneles en roca más usados es el
sistema de excavación mediante la perforación y voladura con
explosivos. A continuación, os damos algunos detalles de este método.
Uno de los métodos de excavación de túneles en roca más usados es el
sistema de excavación mediante la perforación y voladura con
explosivos. A continuación, os damos algunos detalles de este método.
Para minimizar los daños sufridos por el macizo rocoso es necesario que
la voladura se realice de forma controlada, suave y con precorte.
Ciclo de trabajo del sistema de excavación de túneles
El ciclo de trabajo en este sistema de excavación es el siguiente:
 Replanteo del esquema de tiro
 Perforación de los taladros
 Carga del explosivo, conexiones y comprobaciones
 Voladura y ventilación
 Retirada del escombro
 Saneo del frente, bóveda y hastiales

23
Figura 6: métodos de excavación de túneles: perforación y voladura
2. Método Belga
Este método pretende perturbar el terreno circundante lo menos posible
y conseguir un frente pequeño y estable. Por ello, esta pensado para
terrenos de baja estabilidad que no permiten mantener áreas
desguarnecidas después de ser excavadas.
Etapas el método belga
 Excavación y entibación de la galería de avance en clave
 Excavación de las calles laterales
 Cimbrado y hormigonado de la bóveda
 Excavación de la destroza
 Excavación y ejecución de los hastiales
 Ejecución de la solera
 Inyección del trasdós de la galería

24
Figura 7: Procedimiento de construcción de túnel método belga
3. Método suizo
Este sistema tiene su dominio de aplicación, principalmente, en la
perforación de túneles en rocas ligeramente friables a muy friables. Para
que su aplicación sea ventajosa desde el punto de vista económico hay
que utilizarlo, no solo como soporte provisional, sino formando parte
del revestimiento definitivo de hormigón.
Figura 8: Túnel construido por el método suizo
4. Método nuevo de tuneladoras
El uso de tuneladoras conlleva una mejora de la seguridad frente a los
sistemas convencionales de excavación de túneles.

25
Estas maquinas horadan la roca a plena sección, generalmente de forma
circular
Cada una de las tuneladoras tiene sus ventajas e inconvenientes. Para
obtener los resultados esperados, es indispensable, incluso antes de
escoger el equipo a utilizar, planificar cuidadosamente. Las nuevas
necesidades de la sociedad implican el surgimiento de proyectos que se
diseñan bajo parámetros y se ejecutan en condiciones geológicas que
hubieran sido inconcebibles hace unos años.
Ello demanda el uso de máquinas que estén especialmente adaptadas para
excavar con seguridad la infraestructura subterránea donde sea necesario,
independientemente de las condiciones existentes en el subsuelo.
Figura 9: Tuneladora
IV. Conclusión
 No damos cuenta que en el transcurso del tiempo estos estudios realizados
son favorables para el crecimiento en conocimientos en el área de
Ingeniería Civil, teniendo en cuenta que cada obra de túneles para
carreteras sea construida, teniendo un impacto positivo hacia la humanidad
y hacia el ambiente.
 El uso de vehículos dedicados para este fin se considera en principio
viable, pudiendo ser complementado con el uso de sensores a lo largo del
túnel. En todo caso, el vehículo podrá obtener una inspección completa de
todos los sistemas durante su movimiento.

26
 La construcción de un túnel depende fundamentalmente de 2 factores: lo
que entrega el terreno (Geología) y los métodos de construcción, los
cuales están íntimamente relacionados con la forma del terreno en el cual
se realizará el túnel.
 Las longitudes mínimas para la excavación con TBM, de acuerdo a su
rentabilidad y alto costo de equipo no debe ser de 7-8km de longitud.
V. Bibliografía
 EAST POMA, L. Y. N. N. E., MATOS RAMOS, J. A. I. M. E., & ZEVALLOS
PINEDO, S. O. N. Y. J. O. E. L. (2014, mayo). Diseño de tuneles. Universidad
Peruana Los Andes.
 Gerencia de riesgosy seguros.(2019). Obtenidode
https://www.mapfreglobalrisks.com/gerencia-riesgos-seguros/articulos/construccion-
en-tuneles-diseno-racional-para-tuneladoras-de-ultima-generacion/
 (1972). Nuevo sistema derevestimiento de túneles. España.Obtenidode
file:///D:/Descargas/3200-Texto%20del%20art%C3%ADculo-4436-1-10-20140603.pdf
 Sanchez,J.,Gomez,V.,Gost,X., & Del Cuvillo,A.(Septiembrede 2018). Tunelesy
obras subterraneas. ROP.Obtenidode
http://ropdigital.ciccp.es/pdf/publico/2018/2018_septiembre_3601.pdf
 Structuralia.(Mayode 2016). Structuralia.Obtenidode
https://blog.structuralia.com/metodos-de-excavacion-de-tuneles-perforacion-y-
voladura

Trabajo tuneles y explosivos

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

Similar a Trabajo tuneles y explosivos

Último

Trabajo tuneles y explosivos