W de tunels 2017

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA
(Creada por la ley N°25265)
“AÑO DEL BUEN SERVICIO AL CIUDANANO”
FACULTAD DE INGENIERÍA DE MINAS, CIVIL Y AMBIENTAL
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE MINAS
DOCENTE: Msc. ING. Cesar, GUZMÁN IBAÑES
ESTUDIANTE: TAIPE ESPINOZA, José Joel.
TORRES ARECHE, Roy.
CICLO: 6° SEMESTRE: NIVELACIÓN
LIRCAY-HUANCAVELICA
2017
TEMA: CLASIFICACIÓN GEOMECÁNICA DE LOS MACIZOS
ROCOSOS, DETERMINACIÓN DEL ÍDNDICE DE CALIDAD DE RQD E
ÍNDICE DE CALIDAD TUNELERA

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DEDICATORIA:
A nuestros padres. Por los
ejemplos de perseverancia y
constancia que los caracterizan, y
que nos has infundados siempre,
por el valor mostrado para salir
adelante.

pág. 3
ÍNDICE
ÍNDICE ...................................................................................................................................... 3
INTRODUCCIÓN..................................................................................................................... 4
CLASIFICIONES GEOMECÁNICAS DE LOS MACIZOS ROCOSOS........................... 5
A. CLASIFICACION DE ROCAS DE TERZAGHI (1946). .......................................... 5
B. CLASIFICACIÓN DE DEERE. ................................................................................... 8
DIMENSIÓN EQUIVALENTE..............................................................................................13
C. CLASIFICACIÓN SEGÚN BARTON.......................................................................13
C.1) ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS.....................................................................15
D. CLASIFICACIÓN GEOMECÁNICA SEGÚN BIENIAWSKY(RMR). .................17
E. CLASIFICACIÓN DE LAUBSCHER Y TAYLOR...................................................23
F.1 LAUSCHER Y TAYLOR........................................................................................23
F.2 CORRECCCION DE LAUBSCHER Y TAYLOR ...............................................24
BIBLIOGRAFÍA......................................................................................................................26

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INTRODUCCIÓN
Las clasificaciones geomecánicas se utilizan mucho actualmente, sobre en los
estudios geotécnicos de túneles. (Donde de los diez mil kilómetros de túneles y
galerías que se excavan anualmente aproximadamente un 80% se excavan
atendiendo únicamente a la clasificación geomecanica de los terrenos), pero es
conveniente aplicarlas no perdiendo de vista los datos sobre los que se fundamentan.
En lo que se refiere a los taludes, la principal ventaja de las clasificaciones
geomecánicas consiste en que permiten obtener, mediante unas correlaciones
establecidas, los principales parámetros mecánicos del macizo rocoso: módulo de
elasticidad, coeficiente del criterio de rotura de Hoek-Brown, etc. La utilización directa
de las clasificaciones para determinar la estabilidad de los taludes puede tener
ventajas en fases iniciales del estudio, pero su empleo como su única herramienta de
decisión a nivel de proyecto es cuestionable (Bieniawki, 2003).
Los sistemas de clasificación de los macizos rocosos tienen por objeto evaluar sus
características para determinar de forma cuantitativa su calidad. El término “macizo
rocoso” se refiere al conjunto de unos o varios tipos de rocas atravesados por plano
de discontinuidad en el que se inserta la obra de ingeniería o la mina.
Clasificaciones geomecánicas
En la actualidad las dos clasificaciones geomecanicas más utilizados son: la
clasificación geomecanica o RMR de Bieniawski (1973), y el sistema Q de Barton, Lien
y Lunde (1974). Estas clasificaciones fueron creadas originalmente para excavaciones
subterráneas, particularmente túneles, aunque el RMR se ha extendido después a
otras aplicaciones, como minería subterránea metálica de carbón (Laubscher 1977 y
1984, Cummings et al. 1982; (Kendorsky, 1983), estabilidad de taludes (Romana
1985) y arranque de rocas (weaver 1975, Smith 1987 y Singh et al. 1986)
La principal aplicación de las mencionadas clasificaciones geomecanicas es la
selección del sostenimiento de túneles, ya que su diseño por métodos analíticos no
ha alcanzado todavía el grado de desarrollo necesario para resolver algunos de los
problemas que plantean este tipo de obras. La extensión de estas clasificaciones a
otros usos debería ir acompañada de las correspondientes bases de datos históricos,
ya que en origen de todas ellas se fundamenten únicamente en observaciones
efectuadas en cavidades subterráneas. Cuando no se dispone de estas bases
experimentales no es prudente utilizar las clasificaciones geomecanicas en contextos
diferentes de aquellas para que fueran creadas.

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CLASIFICIONES GEOMECÁNICAS DE LOS MACIZOS ROCOSOS
A. CLASIFICACION DE ROCAS DE TERZAGHI (1946).
Terzaghi clasifica el terreno en diez categorías y proporciona la "carga de roca"
o tensión vertical que soportarían las cerchas de sostenimiento de un túnel
construido por procedimientos tradicionales. Refleja la práctica habitual de los
años 1930-1970 en Norteamérica.
Los conceptos de Terzaghi en relación con el comportamiento del terreno están
sintetizados en la Fig.01
La clasificación original fue modificada por Deere et al (1970)
Estimación de la carga del terreno (todas las distancias en pies)
Ilustración1: Estimación de la carga del
terreno (todas las distancias en pies)

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Tipo Condiciones de rocas Hp (carga del terreno)
1 Dura e intacta 0
2 Estratificada o esquistosa dura 0 a 0.5B
3 Masiva, moderadamente fisurada 0 a 0.25B
4’ Moderadamente fragmentada y
fisurada
0.25 a 0.35(B+Ht)
5’ Dura e intacta 0.35(B+Ht) a 1.1(B+Ht)
6’ Completamente trinchada 1.1(B+Ht)
7 Prensada, profundidad moderada 1.1(B+Ht) a 2.1(B+Ht)
8 Prensada grande profundidad 0.21(B+Ht) a 4.5(B+Ht)
9 Expansiva Hasta 250pies,
independientemente del
valor de (B+Ht)
Tabla 01: tipos de roca y condiciones de rocas
A. CLASIFICACIÓN DE STINI Y LAUFFER
A partir de las ideas de Stini (1950) sobre la importancia de los defectos de un macizo
rocoso en su comportamiento mecánico, Lauffer en 1958 llegó a la conclusión de que
el tiempo de mantenimiento para un tramo sin sostenimiento depende de la calidad en
la que se escava. En un túnel, el tramo sin sostenimiento se define como la distancia
entre el frente y la zona sostenida más cercana. La importancia de este concepto es
que un aumento de la anchura del túnel significa una reducción en el tiempo de
colocación del sostenimiento. La clasificación original de Lauffer ha sido modificada
por numerosos autores entre ellos Pacher en 1974 y actualmente forma parte del
método de excavación de túneles conocido como el Nuevo método Austriac

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Ilustración 2. Longitud libre o vano crítico: Diaetro o longitud de galería que se puede
mantener estable sin revestimiento.
NOTACIÓN DE LA ILUSTRACIÓN N° 1.
Tabla 2.Lauffer clasificó los terrenos en siete categorías
CLASE TIPO DE ROCA CALIDAD DE TERRENO
A Roca sana Muy bueno
B Roca sana,compacta perofracturada Bueno
C Roca bastante fracturada o algoaltera Medio
D Roca muy fracturadao bastante alteradao blanda Mediocre
E
Roca trituradao muyalterada,conjuntode
rellenosde milonito. Rocamuyblanda.Terrenos
arcillososconfuertesempujes Malo
F
Características análogas a los suelos Muy difícil, requiere de
Métodos especialesG
Sección>menor ademe
Sección>mayor ademe.

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Tabla 3.Tiempo de estabilidad o mantenimiento (Stand Up Time): Tiempo que puede
mantenerse, sin desmoronarse, dicha longitud libre.
B. CLASIFICACIÓN DE DEERE.
El índice RQD (Rock Quality Designation) fue definido en 1967 por Deere y otros
para estimar cuantitativamente la roca de calidad existente en un sondeo. Se define
como el porcentaje de piezas de roca intacta mayores de 100 mm que hay en la
longitud total de una maniobra en un sondeo. Hay que considerar que el RQD es
un parámetro que depende de la dirección del sondeo pudiendo variar mucho según
su orientación. Para determinar el RQD existen dos tipos de métodos: directos e
indirectos. Dentro de los primeros estaría la recomendación de la Sociedad
Internacional de Mecánica de Rocas (ISRM) de usar un tamaño de corona de
diamante de al menos 54.7 mm con sondeo de doble tubo. Entre los indirectos
están los métodos sísmicos y el sugerido por Palmstrom (1982). El RQD es un
parámetro fundamental tanto en la clasificación de Bieniaswski y como en la de
Barton.
Se basa en la recuperación modificada de un testigo (El porcentaje de la
recuperación del testigo de un sondeo)

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 Depende indirectamente del número de fracturas y del grado de la alteración
del macizo rocoso.
 Se cuenta solamente fragmentos iguales o superiores a 100 mm de longitud.
El diámetro del testigo tiene que ser igual o superior a 57.4 mm y tiene que ser
perforado con un doble tubo de extracción de testigo.
Tabla 4: Recomendación de sostenimiento para túneles, basado en el valor
RQD, de acuerdo con diversos autores
RQD CALIDAD DE ROCA
<25 Muy mala
25-50 Mala
50-75 Regular
75-90 Buena
90-100 excelente
Ilustración 3. Testigos o muestras para hacer los cálculos de RQD
𝑅𝑄𝐷 =
∑(𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒 𝑓𝑟𝑎𝑔𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠 > 10𝑐𝑚)
𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑝𝑒𝑟𝑓𝑜𝑟𝑎𝑑𝑎
∗ 100

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Autor Sin sostenimiento Sostenimientocon
anclajes
Sostenimientoconcerchas
Deere etal
(1970)
RQD 75-100 RQD 50-75
Espaciadosentre
1.5- 1.8 m
RQD 50- 75
Cerchasligerasespaciadas
1.5 a 1.8 m
RQD 25-50
Espaciadosentre
0.9-1.5 m
RQD 25-50
Cerchasligerasa medianas
espaciadasde 0.9 a 1.5 m
como alternativaalos
anclajes
RQD 0-25
Cerchasmedianasa
circularespesadas
espaciadas0.6 a 0.9 m
Cecil (1970) RQD 82-100 RQD 52-82
Como
alternativamente a
losanclajes,40-60
mm de hormigón
proyectado
RQD 0-25
Cerchasu hormigón
proyectadoreforzado
Merrit (1972) RQD 72-100 RQD 52-82
Espaciadosentre 1.2
y 1.8 m
RQD 0-23
Tabla 5: Entibación recomendada para túneles en roca de entre 6 y 12 m de luz,
basada en el índice RQD (Deere, 1963).

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Tabla 6. Reglas generales RQD
Calidadde la
roca
Método
de
perforaci
ón
Posiblessistemasde entibación
Cerchasde acero Anclajes Hormigónproyectado
Excelente
RQD >= 90
Con TBM Ningunouocasionales
cerchas ligeras.Pesode
roca: (0.0 – 0.2)B
Ningunou
ocasionales
Nada u ocasionales
aplicación locales
Convenci
onal
Ningunouocasionales
cerchas ligeras.Pesode
roca: (0.0 – 0.3)B
Ningunou
ocasionales
Nada u ocasiones
aplicacioneslocalesde 2
a 3 pulgadasde espesor
Buena
75 < RQD < 90
Con TBM Ocasionalescerchasligeras
de 5 o 6 piesentre centros.
Pesode roca: (0.0 – 0.4)B
Ocasionaleso
segúnuna
mallade 5 a 6
piesentre
centros
Nada u ocasionales
Convenci
onal
Cerchasligerasde 5 o 6
piesentre centros.Pesode
roca: (0.3 – 0.6)B
segúnuna
mallade 5 a 6
piesentre
centros
Ocasionales
Media
50 < RQD <75
Con TBM Cerchasligerasa mediasde
5 o 6 piesentre centros.
segúnuna
mallade 4 a 6
piesentre
centros
2 a 4 pulgadasenla
clave
Convenci
onal
Cerchasligerasa mediasde
4 o 6 piesentre centros.
segúnunamalla
de 3 a 5 pies
entre centros
4 pulgadasomás enla
clave y hastiales
Mala
25 < RQD < 50
Con TBM Cerchascircularesmedias,
de 3 a 4 piesentre centros.
segúnunamalla
de 3 a 5 pies
entre centros
4 a 6 pulgadasenla
clave y hastiales,
combinadoconanclajes
Convenci
onal
Cerchasmediasa pesadas,
de 2 a 4 piesentre centros.
segúnunamalla
de 2 a 4 pies
entre centros
6 pulgadasenlaclave y
hastiales.Combinado
con anclajes
Muy mala RQD
< 25 (excluidos
losterrenos
fluyentes)
Con TBM Cerchasmediasa pesadas,
de 2 piesentre centros.
segúnunamalla
de 2 a 4 pies
entre centros
6 pulgadasomás en
toda lasección.
Combinandocerchas
pesadas
Convenci
onal
Cerchascircularespesadas
a 2 piesentre centros.Peso
de roca: (2.0 – 2.8)B
segúnunamalla
de 3 piesentre
centros
6 pulgadasomás en
toda lasección.
Combinandocerchas
pesadas
Muy mala
(terrenos
fluyenteso
expansivas)
Con TBM Cerchascircularesmuy
pesadasa 2 piesentre
centros.Pesode roca:
superiora250 pies
segúnuna
mallade 2 a 3
piesentre
centros
6 pulgadasomás en
toda lasección.
Combinandocerchas
pesadas
Convenci
onal
Cerchascircularesmuy
pesadasa 2 piesentre
centros.Pesode roca:
superiora250 pies
segúnuna
mallade 2 a 3
piesentre
centros
6 pulgadasomás en
toda lasección.
Combinandocerchas
pesadas

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Ejemplo01. Clasificaciónde rocasegúnRQD
Fórmula Alternativa (Cuando no hay sondeos):
(palmstrom, 2005) Sugirió que, el RQD puede ser estimado a partir del número de
discontinuidades por unidad de volumen, visibles en afloramientos rocosos o
socavones. La relación sugerida para masas rocosas libres de arcillas es:
Jv: Número de juntas identificadas en el macizo rocoso por m³.

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DIMENSIÓN EQUIVALENTE
En relación al valor del índice Q a la estabilidad y las necesidades de apoyo de
excavaciones subterráneas, (Barton, 1980)define un parámetro adicional que se llama
la dimensión equivalente, de la excavación, esta dimensión se obtiene dividiendo el
(span), diámetro o altura de la pared de la excavación por una cantidad llamada,
relación de sostenimiento de la excavación, ESR.
El valor de ESR está relacionado al uso que se le dará a la excavación y al grado de
seguridad que esta demande del sistema de sostenimiento instalado para mantener la
estabilidad de la excavación. Bartón et.al. (1974) sugirieron los siguientes valores:
TIPODE EXCAVACION ESR
A Excavacionesmineras provisionales 2 - 5
B Excavacionesmineraspermanentes,túnelesde conducciónpara
obras hidroeléctricas(conlaexcepciónde lascámarasde alta
presiónparacompuertas),túnelespilotos(exploración), excavación
parcial para cámara subterráneasgrandes.
1.6 - 2
C Cámaras de almacenamiento,plantassubterráneasparael
tratamientode aguas,túnelescarreterosyferrocarrilespequeños,
cámara de altapresión,túnelesauxiliares.
1.2 - 1.3
D Casa de máquinas,túnelescarreterosyferrocarrilesmayores,
refugiosde defensacivil,portalesycrucesde túneles.
0.9 - 1.1
E Estaciónnucleoeléctricasubterráneas,estacionesde ferrocarriles,
instalacionesparadeporte yreunionesde fábricas.
0.5 - 0.8
C. CLASIFICACIÓN SEGÚN BARTON
Basándose en una gran cantidad de casos tipo de estabilidad en excavaciones
subterráneas, el Norgerian Geotechnical Institute (N.G.I.), propuso un índice par a
determinar la calidad de macizo rocoso en túneles y taludes.
Esta clasificación se categoriza los macizos rocosos según el denominado índice
de calidad Q, basado en seis parámetros siguientes:
 RQD “Rock Qualty Designation”
 Jn “Número de familias j untas”
𝐷𝑖𝑚𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒 =
𝐴𝑛𝑐ℎ𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑒𝑥𝑐𝑎𝑣𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛, 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 (𝑚)
𝑟𝑒𝑙𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑝𝑜𝑟𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑒𝑥𝑐𝑎𝑣𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝐸𝑆𝑅

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 Jr “Rugosidad de las juntas”
 Ja “Meteorización en las juntas”
 Jw “ índice de caudal efluente”
 SRF “Índice del estado de tensión del macizo”
Expresada mediante la siguiente ecuación:
El primer cociente expresa:

𝑅𝑄𝐷
𝐽𝑛
: Representa el tamaño de los bloques.

𝐽𝑟
𝐽𝑎
: Permite estimar la resistencia al corte entre bloques.

𝐽𝑤
𝑆𝑅𝐹
: Indica el estado de las tensiones en el macizo rocoso.
Tabla 7. Clasificación de Q (oscila entre 0.001 y 1000)
Q (calidad de
masa rocosa)
Valorización
0.001 - 0.01 excepcionalmente mala
0.01 - 0.1 extremadamente mala
0.1 - 1 muy mala
1.0 - 4.0 mala
4.0 - 10.00 regular
10.00- 40 buena
40 -100 muy buena
100-400 extremadamente buena
400-1000 excepcionalmente buena

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C.1) ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS.
1. Número de juntas de familias (Jn):
El número de familias de juntas (Jn), en el macizo observado se evidencias
que van desde roca fracturada hasta roca con un máximo de tres familias de
juntas con otras ocasionales, que hacen una valoración de este parámetro
como se muestra en el cuadro que sigue:
Jn Números de familias Valor
roca masiva 0.5 - 1
una familia de juntas 2
id. Con juntas ocasionales 3
dos familias de juntas 4
ID. Con juntas ocasionales 6
Tres familias de juntas 9
Id. Con otras juntas ocasionales 12
cuatro o más familias, roca muy
fracturada 15
Roca triturada 20
2. Rugosidad de las juntas (Jr):
En la descripción de las superficies de las juntas, tanto de diaclasas como
de los estratos, estas se presentan como superficies uniformes, planas y
rugosas. Las juntas de las discontinuidades, se valoran a continuación:
Jr Coeficientes de rugosidad de la
junta valor
juntas rellenas 1
juntas limpias
discontinuidades 4
onduladas, rugosas 3
onduladas, lisas 2
planas rugosas 1.5
planas lisas 1
Lisos o espejo de falla
ondulados 1.5
planos 0.5

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3. Meteorización de las juntas (Ja):
Las juntas, en general, no tienen evidencia de gran alteración y por esa
razón, para todos los sectores del trazo del túnel, calificamos los contactos
en las zonas de diaclasamiento, como: “Ligeramente alteradas con rellenos
arenosos no blando”.
Ja Coeficiente de rugosidad de la junta valor
juntasde paredessanas 0.75-1
ligeraalteración 2
Alteracionesarcillosas 4
Con detritusarenosos 4
Con detritusarcillosospre-consolidados 6
Id.Poco consolidados 8
Id.Expansivos 8.00- 12.00
Milonitas de roca y arcilla 8.00- 12.00
Milonitasde arcillalimosa 5
Milonitasarcillosos-gruesos oct-20
4. Agua en las discontinuidades (Jw):
En el macizo se observa presencia de agua y por las sus características
hidrogeológicas, es probable que se produzcan humedecimientos y en casos
extremos se darán flujos de regulares caudales a presión por la infiltración
del agua de las precipitaciones pluviales. Por ello la valoración de este
parámetro es de 0.15.
Jw Coeficiente reductor por la presencia
de agua valor
Excavaciones secas o con < 5 Lt. /min
localmente 1
Afluencia media con lavado de algunas
juntas 0.66
Afluencia importante por juntas limpias 0.5
Id. Con lavado de juntas 0.33
Afluencia excepcionalmente inicial,
decreciente con el tiempo 0.2-0.1
Id. Mantenida 0.1-0.05
5. Factor de estado tensional (SRF):
Puesto que el macizo está compuesto roca competente en estratos casi
verticales, regularmente diaclasados poco fracturados y con una cobertura
variable, corresponde describir los sectores como sigue:

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SRF valor
Zona débil
Multitud de zonas débiles o milonitas 10
Zona débil aisladas, con arcilla o roca
descompuesta 5
Id. Con cobertura>50m 2.5
Abundantes zonas débiles en roca
competente 7.5
Zona débil aisladas en roca competente 5
Id. Con cobertura>50m 2.5
Roca competente
pequeña cobertura 2.5
Cobertura media 1
Gran cobertura 0.5-2.00
Terreno fluyente
con bajas presiones descompuesta 5.0-10.0
con altas presiones descompuesta 10.0-20.0
Terreno expansivo
con presión de hinchamiento moderada 5.0-10.0
con presión de hinchamiento alta 10.0-15.0
D. CLASIFICACIÓN GEOMECÁNICA SEGÚN BIENIAWSKY (RMR).
Esta clasificación se desarrolló inicialmente a partir de la experiencia en obras
realizadas en África del sur. Su aplicación no tiene apenas limitaciones, excepto en
rocas expansivas y fluyentes donde no es aconsejable su uso.
La clasificación geomecánica RMR, también conocida como clasificación
geomecánica de (Bieniawsky, 1973), fue presentada por Bieniawski en 1973 y
modificada sucesivamente en 1976, 1979, 1984 y 1989. Permite hacer una
clasificación de las rocas 'in situ' y estimar el tiempo de mantenimiento y longitud
de un vano. Se utiliza usualmente en la construcción de túneles, de taludes y de
cimentaciones. Consta de un índice de calidad RMR (Rock Mass Ratting),
independiente de la estructura, y de un factor de corrección.

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Clasificación de RMR (Oscila entre 0-100).
clase Calidad de roca RMR
I MUY BUENA 81-100
II BUENA 61-80
III REGULAR 41-60
IV MALA 21-40
V MUY MALA 0-20

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Tabla8. PARAMETROS DE CLASIFICACION Y SUS VALORACIONES.
Parámetro Rango de valores
1
Resistencia de
roca intacta
Índice de carga
puntual >10Mpa
4-10 Mpa 2-4 Mpa 1-2 Mpa
Para este rangobajos,
es preferible el
ensayo compresión
uniaxial
Resistenciacompresiva
uniaxial >250 Mpa 100-250Mpa 50-100Mpa 25-50Mpa
5-25
Mpa
1-5
Mpa
<1
Mpa
Valoración 15 12 7 4 2 1 0
2
calidad de testigo de perforación RQD 90%-100% 75%-90% 50%-75% 25%-50% <25%
Valoración 20 17 13 8 3
3
Espaciamiento de discontinuidades >2m 0.6-2m 0.2-0.6m 60-200mm <60mm
4
Condición delas discontinuidades
Superficies muy
rugosas no
contínuas
cerradas,sin
apertura
paredes rocosas
sanas
Superficies
ligeram.
Rugosas
Apertura <1mm
Paredes
ligeramente
intemperizadas
Superficies
ligeram.
Rugosas
Apertura<1mm
Paredes
altamente
intemperizadas
Espejo de
falla o
panizo<5mm
de espesor
Apertura de
1-5mm
juntas
continuas
Panizo suave >5mm
de espesoro apertura
>5mm Juntas
continuas
valoración 30 25 20 10 0
5
Agua
subterránea
Flujo por 10 m de
longitudde túnel (l/m)
Presión de agua /
Principal máximo
Condición general
Ninguno o
completamente
seco <10 a <0.1
Húmedo
10-25 a 0.1-
0.2 mojado
25-125 a 0.2-
0.5 goteo >125 a > 0.5 flujo

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Tab. N° 9 AJUSTE DE LA VALORACIONPOR ORIENTACION DE LAS DISCONTINUIDADES
Parámetro Muy favorable Favorable Regular Desfavorable Muy desfavorable
Valoraciones
Túnelesyminas 0 -2 -5 -10 -12
Cimentaciones 0 -2 -7 -15 -25
Taludes 0 -2 -25 -50
Tab. N° 10 .CLASE DE MASAROCOSA DETERMINADAS POR LAS VALORACIONESTOTALES
Valoración 100-82 80-62 61-42 40-22 <21
Número de clase I II III IV V
Descripción Roca muy buena Roca buena Roca regular Roca mala Roca muy mala
Tab. N° 11. SIGNIFICADODE LAS CLASES DE ROCAS
Número de clase I II III IV V
Tiempo de auto sostenimiento 20 años span15 m 1 año span10 m 1 semanaspan5 m 10 hrs span 2.5 m 30 minutosspan1 m
Cohesión de la masa rocosa Kpa > 400 300 - 400 200 - 300 100 - 200 < 100
Ángulo de fricción de masa
rocosa > 45° 35° - 35° 25° - 35° 15° - 25° < 15°

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Tab.N°12.PAUTAS PARA LA CLASIFICACIONDE LAS CONDICIONESDE LAS DISCONTINUIDADES
Longitudde discontinuidades
(persistencia) < 1 m 1 - 3 m 3 - 10 m 10 -20 m > 20 m
Separación(apertura) Cerrada < 0.1 mm 0.1 1 mm 1 - 5 mm > 5 mm
Rugosidad Muy Rugosa Rugosa Ligeram.Rugosa Lisa Espejode falla
Relleno(panizo) Valoración Ninguno
Rellenoduro<
5 mm
Rellenoduro>5
mm
Rellenosuave <
5 mm Rellenosuave >5 mm
Intemperización Sana Ligera Moderada Muy intemperiz. Descompuesta
Tab. N° 12 EFECTO DE LA ORIENTACION Y BUZAMIENTO DE LAS DISCONTINUIDADESEN TUNELERIA
Rumbo perpenticular al eje del túnel Rumbo paralelo al eje del Túnel
Avance con el Buzam.45 - 90° Avance con el Buz. 20-45° Buzamiento 45-90° Buzamiento20-45°
Muy favorable Favorable Muy favorable Favorable
Avance contra el Buzam.45 - 90° Avance contra el Buz. 45-90° Buzamiento 0-20, independiente al rumbo
Moderado Desfavorable Moderado

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Tabla 13. Bieniawski (1989) público un conjunto de pautas para la selección del sostenimiento de túneles en roca, en base
al RMR, estas pautas son reproducidas en la siguiente tabla.
CLASE DE MASA
ROCOSA
ESCAVACIÓN
PERNOS DE ROCA (20mm DE DIAMETRO,
COMPLETAMENTE INYECTADOS
SHOCRETE CIMBRAS
I. Roca muy buena
RMR:81-100 Frente completo3m de avance Generalmente no se requiere ningún sostenimiento excepto pernos esporádicos
II. Roca buena
RMR:41-60
Frente completo1- 15 m de
avance.Sostenimientocompletoa
20 m del frente
Localmente,pernosde 3m en lacorona,
espaciadosa2.5 m con mallade alambre
ocasionalmente
50 mm enla corona donde
searequerido Ninguno
III. Roca regular
RMR: 41-60
Socavónenel tope y banqueo1.5 -
3 m de avance en el socavón
iniciarel sostenimientodespués
de cada voladura.Completarel
sostenimientoa10 m del frente.
Pernossistemáticosde 4m de longitud,
espaciados1.5 - 2.0 m enla coronay en
lasparedes,conmallade alambre enla
corona
50 - 100 mmen lacorona y
30 mm enlas paredes Ninguno
IV. Roca mala
RMR:21-40
Socavónenel tope y banqueo1.0 -
1.5 m de avance en el socavón
iniciarel sostenimientoconel
avance de laexcavación.10 m de
avance del frente.
Pernossistemáticosde 4- 5 m de
longitudespaciados1- 1.5 m enla corona
y enlas paredes,conmallade alambres
100 - 150 mm enla corona
y 100 mmen lasparedes
Arcos ligerosamedianos
espaciadosa1.5 m donde
son requeridos
V. Roca muymala
RMR:<20
Galería múltiples 0.5- 1.0 m de
avance en el socavónde tope
instalarel sostenimientoconel
avance de laexcavación.Shotcrete
tan prontocomo seaposible
despuésde lavoladura
Pernossistemáticosde 5- 6 m de
longitudespaciados1- 1.5 m enla corona
y enlas paredes.Pernosenel piso
150 - 200 mm enla corona,
150 mmen lasparedesy50
mm enel frente
Arcos medianosapesados
espaciadosa0.75 m con
encostilladode aceroy
marchavantesde ser
necesario.Cerrarlasección
(invert).

pág. 23
E. CLASIFICACIÓN DE LAUBSCHER Y TAYLOR.
La clasificación geomecánica de LAUBSCHER es una modificación de la de
Bieniawki (1976, 1979) y está basada en experiencias en explotaciones mineras,
generalmente en roca dura y a profundidades elevadas, donde las tensiones
naturales e inducidas por la explotación juegan un importante papel.
Además de la consideración de los campos tensionales, las aportaciones de
Laubscher van dirigidas a los efectos de las voladuras, así como a la influencia de
la meteorización en los macizos rocosos.
El índice de la calidad del macizo rocoso se obtiene como suma de los cinco
parámetros siguientes:
R.Q.D calidad de la masa rocosa
I.R.S. resistencia de la roca intacta
Índice del espaciado de las juntas
Estado de las juntas
Flujo de agua
Se realizan una serie de ajustes dependiendo de:
La meteorización
Tensiones de campo e inducidas
Cambios tensionales debido a la propia explotación
Tipo de excavación y orientación respecto a la estructura geológica
Efecto de las voladuras
Los resultados obtenidos son: el valor del RMR, clase, subclase, y descripción del
macizo rocoso y el diseño de sostenimiento dependiendo del RMR.
F.1 LAUSCHER Y TAYLOR.
Laubscher y Taylor opinan, para garantizar la estabilidad de una excavación
subterránea en una roca fisurada depende de la cantidad de fisuras y de los frentes
de excavación que se desvían de la vertical y recomiendan los siguientes ajustes:

pág. 24
parámetro Cantidad
de fisuras
Porcentaje(*)
70% 75% 80% 85% 90%
Espacio
de juntas
3 3 2
4 4 3 2
5 5 4 3 2 1
6 6 4 3 2.1
Ajuste en porcentaje dependiendo de la cantidad de frentes inclinados en la
excavación.
Se propone además los siguientes ajustes para los valores del espaciado de
juntas, para las zonas de cortantes que se ubican en operación mineras:
0 -15° = 76° 15°- 45° = 84° 45°- 75° = 92°
F.2 CORRECCCION DE LAUBSCHER Y TAYLOR
Algunos tipos de roca se meteorizan rápidamente cuando entran en contacto con
el aire, afectando algunos Parámetros:
 Meteorización. Afecta al IRS, RQD, JC. Rangos entre 50% a 100%.
 Orientación de fracturas. (Estabilidad de Caserones, Taludes, Hundibilidad).
PARAMETRO METEORIZACION OBSERVACION
dc DISMINUYE HASTA 96% AFECTA MICROFISURAS
DE LA ROCA
R.Q.D. DISMINUYE HASTA 95% LA ROCA AUMENTA SUS
FRACATURAS
CONDICION
DE JUNTAS
SE REDUCE HASTA 82% SI METEORIZACION
MOTIVO DETERIORO EN
SUPERFICIES DE LA
FISURA O SU RELLENO
F.2 CLASIFICACIÓN DE LAUBSCHER Y TAYLOR AJUSTES – ESFUERZOS
INDUCIDOS
Los esfuerzos, tanto In Situ como inducidos pueden incidir sobre las fisuras,
manteniendo sus superficies en compresión o permitiendo que las fisuras se
aflojen, y aumenten el riesgo de un movimiento cortante.

pág. 25
PARAMETRO ESFUERZOS INSITU E
INDUCIDOS
OBSERVACION
CONDICION DE
JUNTAS
AUMENTA HASTA 120% LAS JUNTAS QUEDAN EN COMPRESION
DISMINUYE HASTA 90% SI EL RIESGO DE UN MOVIIENTO
CORTANTE AUMENTA
DISMINUYE HASTA 76% SI LAS FISURAS ESTAN ABIERTAS Y
CON RELLENO DELGADO
Se requiere conocer
 Razón de esfuerzos
 Magnitud de esfuerzos
Redistribución de esfuerzos se obtiene de modelamiento de diagramas
publicados.
Interesan:
 Esfuerzos máximos
 Esfuerzos mínimos
Diferencias (s1 - s3).
 Esfuerzos inducidos.
 Esfuerzos Máximos (s1)
 Esfuerzos compresivos normales a fracturas hasta 120%
 Esfuerzos Mínimos (s3)
 Bajo confinamiento, mayor probabilidad de falla.
 s3 < 0, falla fraccional.
 Diferencia entre esfuerzos (s1 - s3)
(s1 - s3) elevado cizalle por planos de discontinuidad. Ajuste hasta 60%
IMPORTANTE:
Cuando hay cambios importantes por operaciones mineras, la situación de las
fisuras es afectada.
PARAMETRO CAMBIO DE ESFUERZOS OSERVACION
CONDICION DE JUNTAS
AUMENTA HASTA 120% LAS SIEMPRE ESTAN EN
COMPRENSION
DISMINUYE HASTA 60% CAUSA MOVIMIETOS
CORTATANTES
IMPORTANTES

pág. 26
BIBLIOGRAFÍA
 Barton, N. L. (1980). Ingenierieng classification of rock masses for the desing
of tunnel suport. Suiza: Springer vertag.
 Bieniawsky. (1973). Enginneering classifications in rock enginneering.
chicago: Subsurt Space .
 Kendorsky, F. Y. (1983). Rock mass calsifications for block caving mine drift .
London: ISRM.
 palmstrom, A. (2005). measurements of and correlations between block size
and rock qualitydesignation(RQD). SUIZA: Tunnelling and underground.

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