cap 4 excavaciones subterraneas

CAPÍTULO 4EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS

ÍNDICE

4 EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS...........................................................................4-1

4.1 EXCAVACIÓN SUBTERRÁNEA EN LOS TÚNELES Y GALERÍAS............................4-1

4.1.1 Alcance del trabajo........................................................................................................4-1

4.1.2 Aspectos Generales......................................................................................................4-1

4.1.3 Clasificación de la roca.................................................................................................4-3

4.1.4 Límites de excavación...................................................................................................4-5

4.1.5 Registros de excavaciones subterráneas.....................................................................4-5

4.1.6 Ejecución del trabajo.....................................................................................................4-6

4.1.7 Medida y pago.............................................................................................................4-17

4.2 CERCHAS METÁLICAS DE SOPORTE....................................................................4-18

4.2.1 Alcance del trabajo......................................................................................................4-18

4.2.2 Materiales....................................................................................................................4-18

4.2.3 Ejecución del trabajo...................................................................................................4-19

4.2.4 Medida y pago.............................................................................................................4-19

4.3 PLACAS DE ADEME..................................................................................................4-20


4.3.2 Materiales....................................................................................................................4-20


4.3.4 Medida y pago.............................................................................................................4-20

4.4 PERNOS DE ANCLAJE..............................................................................................4-20


4.4.2 Documentos a presentar.............................................................................................4-21

4.4.3 Tipos de pernos..........................................................................................................4-21

4.4.4 Materiales....................................................................................................................4-22


4.4.6 Control de calidad.......................................................................................................4-24

4.4.7 Trabajos de obturación y tratamiento de fallas...........................................................4-25

4.4.8 Medida y pago.............................................................................................................4-26

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS OBRAS CIVILESCAPÍTULO 4. EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS 1

4 EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS

4.1 EXCAVACIÓN SUBTERRÁNEA EN LOS TÚNELES Y GALERÍAS

4.1.1 Alcance del trabajo

.1 El trabajo cubierto por esta especificación consiste en el suministro de las instalaciones temporales, equipos, mano de obra y materiales necesarios para ejecutar todas las operaciones relacionadas con las excavaciones subterráneas en los diferentes tipos de roca, utilizando los métodos propuestos por el Contratista y aprobados por el Ingeniero.

.2 60 (Sesenta) días antes de iniciar los trabajos de las excavaciones subterráneas, el Contratista deberá presentar para aprobación del Ingeniero una descripción detallada de los procedimientos, equipos y personal para efectuar los trabajos, la cual debe comprender la metodología que utilizará para ejecutar la excavación propiamente dicha, colocar el soporte durante la construcción y efectuar el revestimiento definitivo de las zonas que lo requieran. La información deberá incluir, además de los trabajos de excavación y disposición de materiales, los sistemas de soporte, control de infiltraciones y medidas de seguridad. Si el Contratista se propone modificar sus procedimientos de excavación, deberá presentar de nuevo a la aprobación del Ingeniero, detalles completos de los métodos que propone utilizar en los trabajos.

4.1.2 Aspectos Generales

.1 A continuación se describen algunos aspectos generales relativos a las excavaciones subterráneas, los cuales se tratan en detalle más adelante, en este capítulo.

Tuberías de aire comprimido y agua. El Contratista deberá suministrar, instalar y operar todas las tuberías para agua y aire comprimido para la ejecución de sus trabajos, incluyendo todos los accesorios que se requieran; además, se deberá encargar del mantenimiento de todas las tuberías.

Alumbrado y fuerza motriz. Todos los túneles y obras subterráneas deberán tener instalaciones eléctricas con capacidad suficiente para fuerza motriz y alumbrado. El Contratista deberá suministrar e instalar los cables, alambres aislados, transformadores, luminarias, accesorios y demás elementos relacionados con las instalaciones eléctricas requeridas para ejecutar las obras subterráneas. Estas instalaciones se deberán hacer de acuerdo con lo estipulado en las normas de la legislación Boliviana.

Ventilación. El Contratista deberá suministrar aire fresco suficiente para el personal que trabaje dentro de las excavaciones subterráneas, por medio de varias plantas de ventilación forzada. En especial, el Contratista deberá tener en cuenta las normas y requerimientos de ventilación, de acuerdo con el número y capacidad de los equipos diesel. No se permitirán equipos con motor a gasolina. El sistema

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS OBRAS CIVILES2 CAPÍTULO 4. EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS

deberá incluir todos los ductos, ventiladores y accesorios necesarios para llevar el aire hasta los frentes de trabajo. El sistema de ventiladores deberá tener por lo menos una capacidad adicional del 50% de la teórica, para atender los requerimientos de ventilación en caso de daño de algunos elementos del sistema.

.2 El sistema de ventilación deberá incluir aparatos detectores de gases en el aire, así como el equipo para su calibración, con los cuales se pueda medir la concentración de gases en el aire, tanto en el frente de excavación como en cualquier otro sitio de la excavación.

.3 Igualmente, el sistema de ventilación deberá incluir anemómetros con los cuales el Contratista deberá medir, por su cuenta, la velocidad del aire en las excavaciones subterráneas.

.4 Los tubos de escape de todos los equipos que operen con motores de combustión interna que se empleen en la realización de esta parte de la obra deberán estar dotados de purificadores adecuados, los cuales deberán mantenerse en condiciones de operación satisfactorias, para lo cual será necesario que se cumplan las normas establecidas por el fabricante de los purificadores.

.5 Sistemas de comunicación y señalización. El Contratista deberá suministrar e instalar un sistema de comunicaciones que conecte los frentes de trabajo con los portales, y disponer además de sistemas adicionales de emergencia que permitan las comunicaciones en caso de falla del sistema principal. También deberá proveer los túneles y demás excavaciones subterráneas, de sistemas luminosos de señalización, para controlar el tráfico de vehículos y personas, con el fin de evitar accidentes.

.6 Explosivos y voladuras. El manejo de los explosivos y la ejecución de las voladuras se deberán regir por las estipulaciones del numeral Error: Reference source not found, Excavación de roca por voladura, de estas especificaciones técnicas. Por lo menos con sesenta días de anticipación a la iniciación de los trabajos con voladuras, el Contratista tendrá los detalles específicos sobre esquemas de perforación, profundidad y distribución de barrenos; tipo, potencia y características de los explosivos y detonadores, e información sobre las voladuras de prueba y sitios donde se propone realizarlas.

.7 Control de vibraciones. El control de las vibraciones durante las excavaciones subterráneas deberá ajustarse a lo establecido en el aparte Control de vibraciones, de estas especificaciones.

.8 Sobreexcavaciones. En caso de que se presente una sobreexcavación y ésta quede adyacente a una estructura de hormigón, como en el caso del revestimiento de los túneles, el relleno se deberá hacer con hormigón estructural de la misma calidad que el hormigón de la estructura adyacente. Las sobreexcavaciones, así como el relleno de las mismas, correrán por cuenta del Contratista.


.9 Control de aguas. El control de aguas durante la construcción de las obras subterráneas se deberá hacer como se estipula en el Capítulo Error: Reference sourcenot found, Evacuación del agua durante la construcción, de estas especificaciones técnicas.

.10 Escombros. Todos los escombros se deberán retirar de las excavaciones subterráneas para que las superficies excavadas permanezcan limpias. Los escombros se deberán llevar a las áreas de depósito que se muestran en los planos o que indique el Ingeniero, o directamente a los sitios de procesamiento, cuando vayan a utilizarse para la construcción de las obras.

.11 Otras entidades o personas, debidamente autorizadas por el Ingeniero podrán utilizar materiales resultantes de estas excavaciones, pero sólo aquellos en exceso, que el Contratista no vaya a utilizar en la obra.

.12 Ensayos. Durante la construcción de las obras subterráneas, el Ingeniero podrá realizar un programa de mediciones “in-situ” de propiedades de la roca, que podrá generar algunas interferencias con el avance de las obras. Para tal programa, el Contratista suministrará agua, energía eléctrica, iluminación y ventilación y prestará toda la colaboración que el Ingeniero le solicite.

.13 Durante la excavación de las obras subterráneas, el Ingeniero realizará ensayos de fracturamiento hidráulico o de hidrogateo. Las perforaciones que se requieran para la realización de estos ensayos serán ejecutadas por el Contratista –“Perforaciones e Inyecciones” El número y localización de estos ensayos y de las perforaciones requeridas para su ejecución serán definidos por el Ingeniero en el sitio. El Contratista deberá considerar las interferencias que puedan tener la realización de estos ensayos en la ejecución de las excavaciones, pues no se le reconocerá extracosto alguno o extensión de plazo por este motivo. Dentro su Propuesta deberá estar incluido el suministro de energía, ventilación, iluminación, drenaje, agua técnica y seguridad industrial y otros hasta la terminación de la excavación.

.14 Mapeo geológico. El Ingeniero realizará en todos los frentes, a medida que avanza la excavación, el mapeo de la superficie expuesta, registrando aspectos como litología, diaclasas, flujos de agua, y cualquier otro accidente que presente. Si el Contratista ejecuta túneles piloto, el mapeo se hará en la medida que el avance lo permita en cada túnel piloto; el Contratista no podrá iniciar el ensanche del pozo o túnel antes de que se termine el mapeo. El Contratista prestará toda la colaboración que el Ingeniero requiera para realizar el mapeo y lo mantendrá informado de las voladuras en las zonas que requieran protección con hormigón proyectado, con el fin de que el mapeo se pueda realizar antes de que se cubra la roca.

4.1.3 Clasificación de la roca

.1 Para establecer los sistemas de soporte temporal y definitivo de las excavaciones de las obras subterráneas, las condiciones de la roca se han clasificado en cinco tipos según la clase de material y la calidad del mismo, que requieren secuencias de


excavación y de soporte diferentes por presentar comportamientos diferentes, así: Secciones tipos I, II, III, IV y V.

.2 En esta clasificación deberán intervenir el Geotecnista o Geólogo del Contratista y el Geotecnista o Geólogo del Ingeniero. La participación obligatoria de personal competente del Ingeniero y del Contratista en la clasificación del terreno, trata de eliminar la posible subjetividad que se pueda presentar en la clasificación de la roca durante las excavaciones.

.3 Por lo anterior, la hoja de vida del Ingeniero Geotecnista y/o Ingeniero Geólogo encargado de la clasificación geotécnica por parte del Contratista será puesta a consideración y aprobación del CONTRATANTE por lo menos 60 (sesenta) días antes de iniciar los trabajos de excavación. El CONTRATANTE podrá rechazarla debiendo el Contratista proceder con la presentación de otra hoja de vida para consideración y así sucesivamente, hasta que el CONTRATANTE apruebe finalmente al profesional encargado de este aspecto del proyecto.

.4 El refuerzo de la roca en las excavaciones de las obras subterráneas estará constituido por pernos o barras de acero y hormigón proyectado aplicado por vía húmeda, reforzado con fibra de acero o malla electrosoldada, de acuerdo con lo mostrado en los planos o lo señalado por el Ingeniero. En la sección de roca tipo IV y tipo V, se deberán usar cerchas de acero estructural y placas de ademe para soporte, de acuerdo con lo mostrado en los planos o lo indicado por el Ingeniero.

.5 Los procedimientos de excavación y soporte, de las obras subterráneas, dependerán de la clasificación del tipo de terreno encontrado, que se realizará en el frente de excavación por el Contratista y el Ingeniero, de acuerdo con los parámetros de clasificación establecidos en los planos correspondientes a cada una de las obras subterráneas. Si existieren discrepancias entre las partes sobre la clasificación del tipo de terreno, el CONTRATANTE la definirá; esa decisión no relevará al Contratista de su responsabilidad contractual en la excavación y soporte de las obras subterráneas.

.6 La excavación subterránea deberá hacerse siguiendo las líneas, cotas y pendientes indicadas en los planos.

.7 En el numeral 4.1.6.13 de este Capítulo se establecen los porcentajes de las longitudes que se excavarán en cada tipo de terreno para las obras subterráneas. Estos valores son aproximados y reflejan la distribución estimada de los tipos de terreno que se espera encontrar en el desarrollo de las excavaciones.

.8 En los planos y en el documento Información geológica-geotécnica del área del proyecto, se presenta información sobre las características geológicas y geotécnicas de las formaciones en que se excavarán los túneles, ventanas, pozos, y demás obras subterráneas del proyecto, incluyendo registros de perforaciones, ensayos y otras exploraciones efectuadas en esos sitios.


4.1.4 Límites de excavación

.1 Las superficies resultantes al finalizar las excavaciones de los túneles deberán corresponder a las cotas, líneas y pendientes mostradas en los planos o señaladas por el Ingeniero. La línea “A” de excavación que se muestra en los planos corresponde a aquélla dentro de la cual no podrá quedar material alguno sin excavar. No se permitirá que permanezca o se proyecte dentro de la línea “A” ningún tipo de soporte, salvo lo que sobre este aspecto se muestre en los planos o se indique más adelante con relación a las cerchas metálicas o al hormigón proyectado usado como soporte de excavación.

.2 El Contratista no deberá excavar por fuera de las líneas y pendientes mostradas en los planos u ordenadas por escrito por el Ingeniero. Serán por cuenta del Contratista las sobre excavaciones debidas a la desviación de las perforaciones para las voladuras, a la inoportuna o inadecuada instalación de los soportes o a la ocurrencia accidental, por cualquier otra causa o para cualquier propósito o razón. Igualmente, todas las excavaciones ejecutadas por fuera de las líneas y pendientes mostradas en los planos o señaladas por el Ingeniero, que el Contratista efectúe para cualquier propósito o por cualquier razón, serán a su cargo, aunque la excavación hubiere sido aprobada por el Ingeniero.

.3 Si en opinión del Ingeniero las sobreexcavaciones deben rellenarse con hormigón, hormigón reforzado con acero u hormigón proyectado reforzado, con el fin de terminar la obra, el relleno deberá ser hecho por el Contratista a su costo, a entera satisfacción del Ingeniero. El tipo de hormigón a emplear y el refuerzo requerido serán definidos por el Ingeniero en el sitio de las obras. Estos rellenos incluyen lo necesario para mejorar el perfil de las zonas sobre excavadas, aunque en ellas esté completo el espesor de hormigón proyectado de acuerdo con el tipo de terreno excavado.

.4 Las tuberías y mangueras empleadas para el manejo del agua durante la excavación o el revestimiento de los túneles y obras subterráneas y que sea necesario dejar embebidas en el hormigón de revestimiento, deberán ser rellenadas por el Contratista a su cargo, de acuerdo con las indicaciones del Ingeniero.

4.1.5 Registros de excavaciones subterráneas

.1 El Contratista deberá llevar registros completos y precisos de todos los frentes de trabajo de excavación subterránea que formen parte de la obra y deberá suministrar diariamente al Ingeniero una copia de tales registros. La siguiente información deberá registrarse en formularios aprobados por el Ingeniero para cada turno y para cada frente de excavación:

Localización al iniciar cada ciclo de excavación.

Localización al finalizar cada ciclo de excavación.


Sistemas de perforación incluyendo el número, localización, tamaño y longitud de las perforaciones, o descripción del método de excavación manual o mecánico utilizado.

Tipo y cantidad de explosivos para cada voladura tipo, localización y secuencia de encendido de los detonadores.

Cantidad de hormigón proyectado utilizado como soporte, indicando el sitio de colocación y el espesor del mismo.

Número, longitud, localización y tipo de pernos de anclaje instalados, así como área recubierta con malla electrosoldada.

Número, longitud, localización y tipo de arcos de acero estructural instalados junto con la cantidad y localización de cualquier atizado que se haya instalado.

Número y clasificación del personal y del equipo empleado en cada frente de excavación.

Tiempo transcurrido para movilización, organización de la operación, perforación, cargue, voladuras, ventilación, instalación de soportes, remoción de escombros y lapsos de trabajo inactivo en el frente.

Infiltraciones de agua, localización, magnitud.

Descripción geológica de las rocas excavadas.

Situaciones especiales.

.2 El Ingeniero podrá verificar en cualquier momento estos registros y solicitar ampliación de cualquier parte de la información suministrada por el Contratista.

4.1.6 Ejecución del trabajo

4.1.6.1 Secuencia de excavación de túneles

.1 El túnel y pozo deberán ser excavados de acuerdo con las dimensiones, secciones, detalles y pendientes mostrados en los planos, utilizando el sistema que el Contratista considere adecuado y que sea previamente aprobado por el Ingeniero. Para reducir al mínimo las deformaciones de la roca que quede por fuera de los límites de la excavación, el Contratista deberá utilizar técnicas de voladura controlada debidamente aprobadas por el Ingeniero. La orientación de las perforaciones para voladura deberá definirse y ejecutarse de tal forma que se garantice la obtención de las líneas de excavación previstas en los planos del proyecto.

.2 En los planos se muestran las características y dimensiones de cada una de las secciones en cuanto a excavación, soporte y revestimiento.

.3 El soporte de excavación consistirá principalmente en hormigón proyectado, malla electrosoldada, fibras de acero, pernos de anclaje, cerchas de acero estructural y placas de ademe. La combinación de estos tipos de soporte dependerá de la


clasificación de la roca, que será realizada conjuntamente en el frente de excavación por el Contratista y el Ingeniero.

.4 Para las excavaciones subterráneas, el Contratista deberá ejecutar el trabajo siguiendo el método y utilizando los equipos presentados previamente con el programa y los procedimientos de trabajo, que garanticen la estabilidad del frente, de la bóveda y de las paredes de los túneles, ventanas y pozos y para asegurar que las superficies excavadas sean uniformes y estables. El Contratista pondrá a consideración del Ingeniero los procedimientos de ejecución de las actividades de excavación con 60 (sesenta) días de anticipación al inicio programado del frente, quien los aprobará haciendo las observaciones que considere pertinentes; sin embargo, el Contratista será responsable de la ejecución del trabajo, de acuerdo con los requerimientos de estas especificaciones y cumpliendo el programa de trabajo aprobado por el Ingeniero.

.5 Si el Ingeniero considera que los métodos, diagramas y secuencia de excavación adoptados por el Contratista no son satisfactorios porque producen sobre excavaciones excesivas, o no resulta una superficie de roca lisa y estable, el Contratista deberá revisar los mismos para lograr los resultados requeridos y someterlos de nuevo a la aprobación del Ingeniero. Todos los costos del Contratista para adoptar esas nuevas técnicas y procedimientos de excavación serán por su cuenta, y no habrá reconocimiento alguno de aumento de costo ni de plazo por este motivo.

.6 Las excavaciones subterráneas se deberán coordinar, en donde el tipo de terreno lo haga necesario, con el trabajo de instalación de cerchas de acero, placas de ademe, pernos de roca y hormigón proyectado, con el fin de proporcionar soporte a todo el terreno alrededor de las obras subterráneas y si es necesario, en el frente de avance de la excavación. Para la excavación en rocas tipos IV y V, el Contratista deberá recurrir al sistema de excavación utilizando tubos de enfilaje, como se indica en los planos, u otro similar propuesto por él y aprobado por el Ingeniero.

.7 Antes de iniciar cualquier excavación subterránea, el Contratista deberá contar con los planos y esquemas que muestren el sistema de construcción que va a utilizar, lo mismo que información sobre los equipos y sus características, el personal y los sitios para disposición de desperdicio del material. El Contratista será responsable por la ejecución de la obra, según los requisitos establecidos en estas especificaciones y los detalles mostrados en los planos. Una vez realizado cada avance de la excavación y para facilitar la inspección del techo y las paredes de los túneles y las superficies de otras obras subterráneas, las mismas se deberán limpiar por medio de chorros de agua y aire, a una presión de por lo menos 0,5 MPa. Igual procedimiento se deberá aplicar a los pisos de los túneles, ventanas y obras subterráneas, después de haber retirado los escombros. En zonas de roca sana se deberán retirar por métodos manuales (desquinche) los fragmentos de roca suelta o fracturada para disminuir el riesgo de que se presenten posteriores desprendimientos. En zonas de roca fracturada se deberán soportar el techo y las paredes de los túneles y obras subterráneas, como se muestra


en los planos. Será necesaria una inspección sistemática y permanente, del techo y las paredes de los túneles y ventanas, y en general, de la superficie de las obras subterráneas, para determinar las condiciones de los soportes colocados.

4.1.6.2 Sistema de perforación y voladura

.1 El Contratista deberá presentar para aprobación del Ingeniero, esquemas de los procedimientos de perforación y voladura; cantidad, ubicación, espaciamiento y profundidad de los huecos; detalles de los barrenos de corte; cantidad y potencia de los explosivos por hueco y por juego de barrenos y la carga máxima de cada voladura; secuencia de detonación y sistema de ignición y cualquier otra información que el Ingeniero juzgue necesaria para poder validar la intención del Contratista de obtener superficies de roca uniformes y estables en las excavaciones subterráneas del proyecto.

.2 En las excavaciones que estén cercanas a estructuras de hormigón, el Contratista deberá planear sus voladuras de manera que no se afecten las estructuras ya construidas.

.3 Los túneles, ventanas, pozos y obras subterráneas se deberán excavar utilizando la técnica de voladura controlada tersa o lisa (smoothblasting) que garantice la obtención de las líneas de excavación previstas en los planos. Para el empleo correcto de la técnica de la voladura controlada se deberán cumplir los requisitos que se señalan a continuación:

Precisión en el alineamiento de los huecos. El equipo de perforación del Contratista no deberá permitir que la desviación de la perforación en los barrenos de corte sea mayor de 0,025 m por metro de perforación en cualquier dirección, especialmente en la línea de excavación. Por lo anterior, los equipos de perforación deberán contar con sistemas de medición que permitan al Ingeniero verificar las desviaciones de las perforaciones y su conformidad con las especificaciones.

Distancia entre las perforaciones. En las excavaciones de los túneles y obras subterráneas, la distancia entre las perforaciones de la periferia no podrá ser mayor de 0,60 m; si las condiciones del material excavado lo requieren, esta distancia deberá disminuirse hasta que el corte producido sea el óptimo posible, a criterio del Ingeniero. El espaciamiento entre las perforaciones del contorno y las de la primera fila, para las voladuras de producción, deberá ser del orden de 1,3 veces el espaciamiento de las perforaciones ubicadas en la periferia de la sección.

Valores de carga para las perforaciones de la periferia. Los valores de la carga para las perforaciones de la periferia serán: carga lineal entre 2,5 N/m (0,25 kgf/m) y 3,5 N/m (0,35 kgf/m) y carga máxima específica de 7,0 N/m3 (0,70 kgf/m3). La carga específica se obtiene dividiendo el peso del explosivo especial por barreno, por el producto de multiplicar la longitud de los barrenos por el espaciamiento entre las


perforaciones de la periferia y por la distancia entre estos huecos y los de la primera fila.

Explosivos especiales. En los barrenos de la periferia se deberán utilizar explosivos de baja densidad de tal forma que la carga se distribuya a lo largo de los huecos. En las perforaciones de la periferia no se permitirá el uso de los explosivos que se utilicen en las voladuras de producción, espaciados con separadores.

Retardos. Para controlar la secuencia de encendido de las cargas colocadas en los barrenos de las voladuras de producción y en los huecos de la periferia de la sección, se deberán utilizar retardos en milisegundos o en medios segundos o una combinación de ambos.

.4 Cuando la excavación se lleve a cabo en lugares adyacentes a estructuras o excavaciones existentes o en cercanías a una excavación futura o a roca anteriormente inyectada, el Contratista deberá usar los métodos de excavación y las precauciones que sean requeridas, incluyendo la reducción al mínimo de las cargas explosivas, para evitar que dichas estructuras o excavaciones sufran algún daño, sin que estos métodos se constituyan en factor de cualquier tipo de reclamo a CONTRATANTE por parte del Contratista.

.5 Para limitar y controlar las vibraciones producto de las voladuras, con el fin de evitar daños en los sitios aledaños, el Contratista deberá aplicar las normas de control de vibraciones indicado en el numeral Error: Reference source not found de estas especificaciones técnicas. Cualquier daño que se origine por las voladuras deberá ser reparado por el Contratista a entera satisfacción del Ingeniero.

4.1.6.3 Excavación por métodos manuales o mecánicos

.1 Cuando las condiciones del terreno así lo exijan, será necesario utilizar métodos manuales o mecánicos de excavación en los túneles y obras subterráneas hasta que a juicio del Ingeniero se pueda volver a usar el sistema de excavación previamente aprobado. Los procedimientos, equipos, materiales y secuencia de operaciones para emplear los métodos manuales o mecánicos de excavación, deberán ser aprobados previamente por el Ingeniero, pero ello no eximirá al Contratista de su responsabilidad de garantizar que las superficies de roca excavadas presenten uniformidad y solidez, y estén de acuerdo con lo mostrado en los planos o con las instrucciones del Ingeniero. El pago por estas actividades se hará con los ítems de las excavaciones subterráneas correspondientes para los túneles y obras subterráneas.

4.1.6.4 Perforaciones de exploración

.1 A petición del Ingeniero, el Contratista deberá ejecutar perforaciones de exploración, antes de iniciar la excavación de un tramo cualquiera de túnel u obra subterránea, para establecer la naturaleza y las condiciones del material que se va a excavar. El Ingeniero determinará la cantidad, ubicación y orientación de las perforaciones. Éstas


deberán tener diámetro NQ y deberán ser ejecutadas con barreno de doble tubo y corona de diamante, que permita recobrar los núcleos de roca.

.2 El Contratista deberá llevar registros detallados, elaborados por personal competente, de todas las perforaciones efectuadas y entregarlos al Ingeniero al finalizar el sondeo. Estos registros deberán incluir la descripción de los materiales cruzados por la perforación, la localización con respecto al inicio del sondeo y la litología, estructuras geológicas, resistencia a la compresión inconfinada de la roca, recobro y RQD, lugares donde desaparece el agua de perforación o donde se encuentre ésta, y otras características de interés relacionadas con el propósito de la perforación, de acuerdo a un formato previamente aprobado por el Ingeniero.

.3 El Contratista deberá almacenar las muestras en cajas metálicas con compartimentos adecuados, en el orden de ejecución de la perforación, resaltando las zonas donde la recuperación no ha sido del 100%. Las cajas con las muestras se deberán transportar al sitio señalado por el Ingeniero.

.4 Cuando se estén ejecutando las perforaciones exploratorias, se deberán adecuar o ajustar las demás actividades de excavación que se estén efectuando en el frente de trabajo de los túneles. Estas perforaciones deberán ejecutarse conforme a lo establecido en la Sección Error: Reference source not found de estas especificaciones.

4.1.6.5 Ensayos y supervisión

.1 La información con respecto a las voladuras es tentativa; por lo tanto, el diámetro y el espaciamiento de las perforaciones, las cargas de explosivos y la secuencia de detonación, se deberán determinar mediante ensayos que se deberán hacer dentro de las excavaciones, aunque no en superficies que correspondan a las líneas finales de las obras. Estos ensayos se deberán repetir el número de veces que sea necesario, hasta obtener resultados satisfactorios, pero en ningún caso se deberán hacer menos de cinco ensayos. La combinación que se encuentre más conveniente de espaciamiento, carga y retardo se deberá confirmar mediante tres ensayos sucesivos posteriores, sobre áreas suficientemente extensas, para que sean representativas.

.2 Si después de realizar los ensayos mencionados, el Contratista considera que puede obtener mejores resultados con otros sistemas de voladura o de excavación, podrá proponerlos a consideración del Ingeniero, quien decidirá si la propuesta del Contratista amerita que se hagan más ensayos. En tal caso, el Contratista deberá ejecutar por lo menos cinco ensayos, con una extensión que sea representativa del tipo de trabajo que se requiere, para que el Ingeniero juzgue si el método puede ser aprobado o no. Sólo se dará aprobación a un método alternativo, si dicho método produce iguales o mejores resultados en cuanto al terminado de las caras y al efecto de las voladuras sobre la roca adyacente.


.3 Para todo el trabajo de excavación, el Contratista deberá encargar a un supervisor con amplios conocimientos y experiencia comprobable de al menos 5 (cinco) años en el sistema de voladura. Se deberá utilizar también asesoría de personal especializado de los fabricantes de explosivos, o de otro personal con experiencia equivalente.

4.1.6.6 Control de infiltraciones y drenaje

.1 El Contratista deberá suministrar, operar y mantener los equipos y elementos requeridos para los sistemas de drenaje y bombeo de las aguas, los cuales deberán tener la capacidad para mantener libres de agua en todo momento las excavaciones de los túneles y obras subterráneas, hasta su entrega a entera satisfacción del Ingeniero.

.2 El manejo de las aguas evacuadas de las excavaciones del túnel y obras subterráneas deberá ajustarse a lo establecido en el plan de acción del programa de manejo de residuos líquidos de los planes de manejo de la licencia ambiental del proyecto.

.3 El Contratista deberá suministrar, instalar y mantener tuberías de drenaje para evacuar el agua en el túnel y obras subterráneas que se estén excavando. Las tuberías deberán ser de acero y se ajustarán a la Norma ASTM A-501. El Contratista deberá garantizar en todo momento la operación correcta del sistema de bombeo hasta la finalización de los trabajos.

.4 Las tuberías y mangueras que se utilicen para manejar el agua subterránea durante la excavación o el revestimiento de las obras subterráneas y que se requiera dejar embebidas en el hormigón de revestimiento, se deberán llenar con mortero, a costa del Contratista y según las instrucciones del Ingeniero. Los materiales, los equipos y los procedimientos para el relleno de estas tuberías y mangueras deberán ser sometidos a la aprobación del Ingeniero. El Contratista deberá retirar las tuberías de drenaje a la finalización de los trabajos y por esta actividad no habrá reconocimiento de pago por separado.

.5 El Contratista deberá contemplar la posibilidad de efectuar inyecciones de consolidación en zonas donde la roca se encuentre excesivamente fracturada y suelta, y además, perforaciones de drenaje hacia adelante del frente de excavación de obras subterráneas, para disminuir la presión del agua en el caso de requerirse. Los huecos de drenaje deberán estar debidamente protegidos, para prevenir migración de partículas finas; si en dichas perforaciones aparecen flujos relativamente altos de agua, el Contratista deberá tomar las medidas que la situación amerite con base en el Capítulo Error: Reference source not found, Perforaciones e Inyecciones.

.6 El Contratista, como parte de sus obligaciones, deberá tomar todas las precauciones necesarias para proteger la superficie interior de obras subterráneas y así evitar erosiones y socavaciones producidas por infiltraciones. Cuando se encuentre que el material del frente esté saturado, o tenga una consistencia tal que pueda dar origen a derrumbamientos por las operaciones normales de excavación, el Contratista deberá


soportar en forma temporal el frente, para mantener confinado el material, descubriendo sólo pequeñas áreas de trabajo, las cuales una vez excavadas también se deberán cubrir. El drenaje de las infiltraciones desde el techo o las paredes del túnel y obras subterráneas se deberá hacer mediante mangueras plásticas que descargarán en las cunetas de construcción.

4.1.6.7 Protección de las excavaciones

.1 El Contratista deberá instalar el soporte y disponer la protección de todas las superficies resultantes de las excavaciones de las obras subterráneas hasta la finalización de los trabajos, a entera satisfacción del Ingeniero. El Contratista será enteramente responsable por el suministro oportuno de todos los materiales, elementos, equipos, herramientas y repuestos que se requieran para proteger y controlar las excavaciones de obras subterráneas.

.2 El Contratista deberá colocar el soporte indicado en los planos. El Ingeniero en cualquier momento de la obra, según sea necesario de acuerdo con el comportamiento de la excavación, podrá ordenar la colocación de soporte adicional.

.3 El Contratista deberá tomar en todo momento las medidas que considere necesarias, para evitar derrumbes y deslizamientos del frente, estrechamientos de la sección, fallas y colapsos, y para controlarlos y corregirlos, en caso de que se presenten. Si se observan señales que indiquen la posibilidad de que puedan presentarse las condiciones anteriores, o si ellas llegan a presentarse, el Contratista deberá tomar las medidas inmediatas necesarias para evitarlas o para controlarlas y corregirlas.

.4 Luego de cada ciclo de excavación, el Contratista deberá de inmediato limpiar con agua y aire a presión, las superficies de roca dejadas por la excavación, para retirar los fragmentos o bloques y todo el material que haya quedado suelto. Esta remoción deberá ser efectuada por el Contratista por cuenta suya.

.5 El material que se emplee para las cerchas y placas de ademe deberá ser acero que se ajuste a lo indicado en las Secciones 4.2 y 4.3 de este Capítulo.

.6 Según el comportamiento del material excavado, el Ingeniero podrá solicitar al Contratista, cuando lo considere conveniente, la colocación de soportes adicionales a los establecidos originalmente para los distintos tipos de terreno, los cuales se pagarán con los precios unitarios señalados en la Lista de Cantidades de Obra y Precios Unitarios.

4.1.6.8 Disposición de los materiales excavados

.1 Todos los materiales producto de las excavaciones de las obras subterráneas se deberán llevar a las zonas de depósito o de acopio para su uso posterior. El Contratista deberá asegurarse de que los materiales excedentes no ocupen las zonas


de trabajo u ocasionen inestabilidad en el sitio, contaminen las aguas, taponen los cauces o produzcan daños ecológicos.

.2 No es permitido arrojar a los ríos o a cualquier otro cauce natural, los materiales provenientes de las excavaciones subterráneas. El Contratista deberá transportar los materiales producto de las excavaciones hacia las zonas de depósito o a las zonas de acopio y conformar esos sitios; tales actividades no se medirán ni pagarán por separado por tal trabajo, excepto los que expresamente se señalan en estos documentos.

.3 El CONTRATANTE es el propietario de los materiales excavados y el Contratista no podrá disponer de ellos sin aprobación previa por escrito del propietario.

4.1.6.9 Seguridad industrial

.1 El Contratista deberá cumplir en todo instante las normas de seguridad industrial establecidas en el Decreto Supremo No. 0108 del 1 de Mayo de 2009, sus modificaciones o actualizaciones vigentes en todo el territorio nacional, así como con lo establecido en el Pliego de Condiciones y los aspectos que se señalan a continuación. Por el incumplimiento de cualquiera de ellas por parte del Contratista, el CONTRATANTE suspenderá las actividades en los lugares de la obra afectados hasta que se vuelvan a dar las condiciones establecidas. Por esta suspensión, el Contratista no tendrá derecho a reconocimiento de costos adicionales o a la ampliación de los plazos contractuales.

4.1.6.10 Ventilación

.1 Generalidades. El Contratista deberá suministrar, transportar, instalar, operar y mantener sistemas adecuados de ventilación durante la ejecución de las excavaciones subterráneas. Tales sistemas deberán tener la capacidad suficiente para garantizar que el aire presente en las excavaciones subterráneas no represente riesgo alguno para la salud y bienestar de los operadores ni haya riesgo de explosión. No se permitirá la presencia de bolsas de aire estancado en las excavaciones subterráneas.

El Contratista entregará al Ingeniero para su aprobación, al menos con 45 días calendario de anticipación al inicio de las excavaciones subterráneas, toda la información relacionada con la instalación de los sistemas de ventilación y de los dispositivos de medición de gases y de alarma; en ningún momento tal aprobación eximirá al Contratista de su responsabilidad por garantizar la seguridad en la ejecución de las excavaciones subterráneas y la prevención de explosiones de gas. Este documento se incluirá en la memoria técnica para las actividades de excavaciones subterráneas.

.2 Aparatos detectores de gases. El sistema de ventilación suministrado deberá incluir cuatro dispositivos detectores de gases presentes en el aire y el equipo para su calibración, con los que se pueda medir la concentración de los gases presentes en el


aire, en el frente de excavación y a lo largo de los túneles y obras subterráneas; tales aparatos deberán estar dotados de un sistema de alarma que se active automáticamente para indicar que la concentración de gases en el aire se está acercando a niveles peligrosos para el personal. Si se dañan los equipos durante los trabajos de excavación, el Contratista deberá reponerlos en un lapso de tiempo no mayor de una semana.

El Contratista deberá entregar al Ingeniero, quince días antes de iniciar cualquiera de las excavaciones subterráneas, uno de los cuatro dispositivos detectores de gas en el aire, que hacen parte del sistema de ventilación, y una cantidad suficiente de probetas para efectuar las lecturas del gas en el aire, dos veces por semana en cada frente de trabajo durante la duración de las excavaciones.

La ejecución de las mediciones de gas en el aire por parte del Ingeniero no eximirá al Contratista de su responsabilidad por el mantenimiento de las excavaciones subterráneas con una adecuada ventilación, como se establece en este numeral.

.3 Anemómetros. Con el sistema de ventilación se incluirán dos anemómetros para que el Contratista mida, por su cuenta, la velocidad del aire presente en las excavaciones subterráneas, la cual debe respetar la velocidad establecida en el aparte referente a capacidad de los sistemas de ventilación. Si se dañan los equipos durante los trabajos de excavación, el Contratista deberá reponerlos en un lapso de tiempo no mayor de una semana.

El Contratista deberá entregar al Ingeniero, quince días antes de iniciar cualquiera de las excavaciones subterráneas, uno de los dos anemómetros mencionados para medir la velocidad del aire dentro de las excavaciones subterráneas. El Contratista será responsable de la calibración y mantenimiento de este anemómetro operado por el Ingeniero.

La ejecución de estas mediciones por parte del Ingeniero no eximirá al Contratista de su responsabilidad por el mantenimiento de las excavaciones de los túneles con una adecuada ventilación, como se establece en este numeral.

.4 Capacidad de los sistemas de ventilación. La capacidad de los sistemas de ventilación deberá ser suficiente para suministrar aire fresco en cualquier sitio de una excavación subterránea, en cantidades por encima de cualquiera de los siguientes valores:

Seis metros cúbicos por minuto (6 m3/min) por cada persona que labore en la excavación.

Seis metros cúbicos por minuto por cada caballo de vapor (6 m3/min/HP) de potencia al freno, de todos los equipos de combustión interna que estén trabajando dentro de la excavación.


La capacidad requerida para producir una velocidad lineal promedio del aire mayor de 0,50 m/s a través de cualquier sección normal al eje longitudinal del túnel que se esté excavando.

La capacidad requerida para no superar en ningún momento las siguientes concentraciones de gas, mencionada en el numeral Error: Reference source notfound:

Monóxido de carbono: 0,0025%

Bióxido de carbono: 0,5 %

Vapores nitrosos: 0,0003%

Ácido sulfhídrico: 0,001%

Anhídrido sulfuroso: 0,0002%

La capacidad requerida para que la carga de polvo presente en el aire no sobrepase de 0,00005 N/m3 (5 mgf/m3) y la concentración de sílice libre en el polvo no sea mayor del 5%.

La capacidad requerida para que en ningún momento durante los trabajos subterráneos, la concentración de gas metano (CH4) sea mayor o igual al 1%.

.5 Las lecturas para determinar el contenido de los gases nocivos en el aire deberán ser llevadas a cabo por el Contratista, al menos una vez por turno en cada frente de excavación subterránea o cuando lo requiera el Ingeniero. El Contratista deberá llevar un registro completo de las lecturas realizadas y lo remitirá cada semana al Ingeniero.

.6 El Contratista deberá conservar en perfectas condiciones de funcionamiento los sistemas de ventilación de las excavaciones subterráneas y los operará hasta la finalización de los trabajos. Personal del Contratista debidamente capacitado para operar y reparar el equipo deberá permanecer en el proyecto después de la culminación de las excavaciones subterráneas, para que se puedan adelantar los trabajos y efectuar las inspecciones y ensayos que se requieran dentro de las mismas, hasta la finalización de este contrato.

4.1.6.11 Iluminación

.1 El Contratista deberá suministrar en todo momento, hasta la finalización del contrato, la iluminación adecuada para la ejecución de las excavaciones subterráneas, incluyendo la que el Ingeniero pueda requerir para realizar algunos trabajos en los sitios de las excavaciones subterráneas. Los sistemas de iluminación deberán suministrar al menos 200 luxes de intensidad de iluminación en los sitios de trabajo durante la perforación, el retiro de escombros, la limpieza y la colocación del sistema de soporte. Las luminarias en los otros sectores de las excavaciones subterráneas deberán suministrar al menos 50 luxes de intensidad de iluminación.


.2 El diseño, operación y mantenimiento de los sistemas temporales de iluminación deberán ser aprobados por el Ingeniero, pero tal aprobación no eximirá al Contratista de su responsabilidad por garantizar la seguridad en las actividades en desarrollo de las excavaciones subterráneas.

4.1.6.12 Registro de Excavaciones Subterráneas

.1 El Contratista deberá elaborar registros completos y precisos de todos los frentes de trabajo de excavación subterránea que formen parte de la obra y deberá suministrar diariamente al Ingeniero una copia de tales registros, mientras avancen los trabajos de excavaciones subterráneas. La siguiente información deberá registrarse en formularios aprobados por el Ingeniero para cada turno y para cada frente de excavación:

Localización del frente de trabajo al iniciar cada ciclo de excavación.

Localización del frente de trabajo al finalizar cada ciclo de excavación.

Sistemas de perforación incluyendo el número, localización, tamaño y longitud de las perforaciones, y descripción del método de excavación manual o mecánico utilizado.

Tipo y cantidad de los explosivos para cada voladura y tipo, localización y secuencia de encendido de los detonadores.

Cantidad de hormigón proyectado utilizado como soporte, indicando el sitio de colocación y el espesor del mismo, indicando si es método seco o húmedo reforzado con fibra de acero o malla.

Número, longitud, localización y tipo de pernos de anclaje instalados, así como el área recubierta con malla electrosoldada.

Número, localización y tipo de cerchas de acero estructural instalados junto con la cantidad y localización de las placas de ademe que se haya instalado.

Número y clasificación del personal y de los equipos empleados en cada frente de excavación.

Tiempo transcurrido para movilización, organización de la operación, perforación, cargue, voladuras, ventilación, instalación de soportes, remoción de escombros y períodos de inactividad en el frente de excavación.

Infiltraciones de agua, localización y caudal.

Cartografía de las superficies expuestas, incluyendo localización de las diferentes unidades litológicas y estructuras geológicas.

Lecturas de medidas de contenido de gases nocivos y velocidad del aire.

Situaciones especiales que se presenten.

.2 El Ingeniero podrá verificar en cualquier momento estos registros y solicitar ampliación de cualquier parte de la información suministrada por el Contratista.


.3 El Ingeniero podrá ordenar la suspensión temporal de cualquier frente de excavación atendiendo los resultados de la instrumentación colocada, sin que el Contratista tenga derecho a ampliación de plazos o reconocimiento alguno. El Contratista debe prever razonablemente que se presentarán lecturas de instrumentación diariamente y que los mismos podrán dar algunos resultados que ameriten algunas suspensiones temporales de los trabajos.

4.1.6.13 Porcentajes estimados de excavación en cada tipo de terreno

.1 Se presenta a continuación un estimativo de los porcentajes en cada tipo de roca para las excavaciones subterráneas del proyecto:

San José 1Tipo de Roca I II III IV V Total

Galería Blindada Longitud (%) 0,00% 61,07% 23,13% 15,80% 0,00% 100,00%

Longitud (m) 0 433 164 112 0 709

San José 2Tipo de Roca I II III IV V Total

Galería Blindada Longitud (%) 0,00% 0,00% 85,80% 14,20% 0,00% 100,00%

Longitud (m) 0 0 181,2 30 0 211,2

4.1.7 Medida y pago

.1 No se harán mediciones ni pagos por ítems en forma separada y todos los gastos deberán estar incluidos en el costo total de las obras. El pago deberá ser realizado de acuerdo a lo establecido en el Contrato.

4.2 CERCHAS METÁLICAS DE SOPORTE


.1 Para las secciones en tierra y algunas en roca muy fracturada y meteorizada, indicadas en los planos o que se encuentren durante las excavaciones del túnel y pozo del proyecto se deberán colocar soportes metálicos fabricados con cerchas de acero, que se ajustarán a lo estipulado en estas especificaciones y a lo mostrado en los planos. Aquí también se establecen los procedimientos para la medida y el pago de estos trabajos.


4.2.2 Materiales

.1 El material para las cerchas de acero que se usen como soportes de excavación deberá ser nuevo y cumplir los requisitos de calidad de la norma DIN 21544 (550 MPa) para los arcos tipo TH (Toussaint-Heintzmann).

.2 El Contratista deberá entregar al Ingeniero, copias certificadas de los resultados de los ensayos mecánicos, físicos y químicos a los cuales se ha sometido el acero empleado para la fabricación de las cerchas y se deberá asegurar que tales ensayos se hayan realizado de acuerdo con las normas DIN.

.3 Los soportes metálicos deberán ser doblados en frío, con las curvaturas y dimensiones mostradas en los planos; en ningún caso se permitirá el calentamiento para facilitar el doblaje. Cualquier soldadura empleada en la fabricación de las cerchas de acero se deberá ejecutar de acuerdo con lo señalado por las normas de la American Welding Society, AWS, y deberá ser efectuada por un operario de soldadura especializado, de reconocida capacidad y experiencia y a entera satisfacción del Ingeniero.

.4 Antes del inicio de la fabricación de las cerchas, el Contratista deberá presentar para la aprobación del Ingeniero, los sistemas, elementos y equipos que piensa utilizar para el doblaje, la soldadura y el corte de los elementos metálicos para las cerchas de soporte.

.5 El Contratista será responsable de las características y detalles del equipo de doblaje, planos de taller y programas detallados para el corte, doblaje y soldadura de los elementos. Si los adquiere a través de un subcontratista, deberá contar con certificaciones de trabajos similares hechos por éste.

.6 Como espaciadores de las cerchas metálicas de soporte se utilizarán canales de acero que cumplan con los requisitos de las Normas A-36 de la ASTM, con las dimensiones mostradas en los planos.


.1 Con 30 (treinta) días de anticipación al inicio de la fabricación, el Contratista deberá presentar para la aprobación del Ingeniero, los planos de taller que señalen todos los detalles de las cerchas de acero estructural que pretenda usar en los trabajos.

.2 En el caso de las secciones de excavación Tipo IV y V, los soportes se deberán instalar inmediatamente y en forma coordinada con la excavación, pues hacen parte del tratamiento primario.

.3 En donde el Contratista estime que las presiones laterales pueden poner en peligro la estabilidad de los túneles o donde una vez instalados los soportes, aquéllas se hagan evidentes, se deberán instalar vigas metálicas en el piso para resistir el empuje y prevenir desplazamientos del soporte.


.4 Los espaciamientos entre soportes deberán ser los que se muestran en los planos, pero podrán utilizarse espaciamientos diferentes de acuerdo con las condiciones reales encontradas en el terreno. Los soportes se deberán rigidizar y apuntalar entre sí mediante espaciadores constituidos por canales de acero con las dimensiones y detalles mostrados en los planos; los canales se deberán unir a las cerchas metálicas por medio de varillas de acero de ½” de diámetro, con un límite de fluencia (fy) mínimo de 280 MPa, roscadas en el extremo que se une al canal y con gancho a 135° en el extremo que se une a la cercha metálica.

.5 La instalación de los soportes se deberá llevar a cabo de una manera sistemática y ordenada, que garantice en todo momento la seguridad del personal y la estabilidad de la obra, conservando la pendiente y alineamiento de las excavaciones subterráneas que se muestran en los planos. Los soportes deberán tener placas de base, para apoyarlos sobre bloques de hormigón, lo suficientemente amplios para evitar punzonamiento o movimiento del soporte. Si el Contratista lo juzga conveniente, podrá embeber en hormigón la parte inferior de los soportes, siempre y cuando aquél cumpla lo establecido para el hormigón de revestimiento en estas especificaciones técnicas.

.6 Cuando el soporte metálico se utilice en combinación con malla de acero y hormigón proyectado, el perfil metálico deberá quedar completamente embebido en el hormigón proyectado. La colocación de la malla metálica y del hormigón proyectado que hacen parte del soporte provisional del túnel, junto con las cerchas metálicas, deberá efectuarse en forma coordinada y prácticamente a continuación de la instalación de los soportes.

4.2.4 Medida y pago


4.3 PLACAS DE ADEME


.1 El soporte con placas de ademe podrá requerirse ocasionalmente en secciones en tierra o roca muy meteorizada; deberá estar conformado por placas corrugadas, iguales o similares a las placas de ademe Tipo Bernold, de acuerdo con la ubicación, dimensiones, calibras y detalles mostrados en los planos.

4.3.2 Materiales

.1 Las placas o canales deberán cumplir con los requisitos establecidos en la norma A-283, de la ASTM.


.2 El Contratista deberá entregar al Ingeniero, copias certificadas de los resultados de los ensayos mecánicos, físicos y químicos a los cuales se ha sometido el acero empleado para la fabricación de las placas de ademes y se deberá asegurar que tales ensayos se han realizado de acuerdo con la norma respectiva de la ASTM.


.1 Las placas se deberán cortar de acuerdo con el espaciamiento de los marcos, de tal forma que la unión con soldadura, entre éstas y el soporte, sea la única requerida, evitando así los traslapos en la lámina propiamente dicha. La placa metálica se deberá apoyar directamente sobre la cara de la cercha metálica. El espacio entre la superficie de excavación y el ademe se deberá rellenar con roca y hormigón proyectado, para transmitir convenientemente las cargas a los soportes.

.2 Las uniones entre los soportes y placas se deberán hacer mediante soldadura; la unión entre láminas de ademe se deberá ejecutar sobre el eje del soporte, con soldadura o completamente al tope. El ademe y su instalación se deberán hacer de acuerdo con los detalles mostrados en los planos.

4.3.4 Medida y pago


4.4 PERNOS DE ANCLAJE


.1 Los pernos de anclaje a los cuales se refiere esta sección servirán como soporte de la roca en las excavaciones subterráneas, como anclaje de estructuras que se vacíen en contacto con la roca, o tendrán usos especiales, como soporte de la malla de refuerzo del hormigón proyectado. Algunos de estos pernos se podrán usar como soporte de taludes y en otras excavaciones superficiales.

.2 Se considera, además, la colocación de tubos de enfilaje tipo spilling rellenos con mortero como soporte para las excavaciones subterráneas en las secciones Tipos IV y V.

.3 Los pernos se utilizarán en los sitios y con las longitudes, diámetros y ubicación mostrados en los planos o señalados por el Ingeniero en la Obra.

4.4.2 Documentos a presentar

.1 Dentro de los 30 (treinta) días calendario siguientes a la Fecha de Inicio, pero antes de comprar o transportar los materiales al Sitio de Obras, el Contratista presentará al Ingeniero toda la información pertinente al tipo y calidad de los pernos de anclaje que


se propone utilizar junto con las instrucciones y certificados del fabricante, métodos de instalación y ensayos de su idoneidad, equipo de ensayo. El Contratista podrá proponer otros tipos alternativos de pernos, diferentes a los descritos en esta sección. La aceptación de parte del Ingeniero estará sujeta a una demostración completa de la utilidad e idoneidad de dichas alternativas.

.2 Con un mínimo de 30 (treinta) días calendario de anticipación, antes de cualquier adquisición de los materiales antes mencionados, el Contratista presentará al Ingeniero su plan de entrega de materiales, para que el Ingeniero lo apruebe. Cualquier modificación del programa de entregas propuesto por el Contratista, también deberá ser aprobado por el Ingeniero. No se recibirá en el Sitio de Obras ninguno de los materiales antes mencionados sin la previa aprobación del Ingeniero.

.3 El Contratista registrará los resultados de todos los ensayos realizados con los pernos, antes y después de su instalación; registrando las lecturas tomadas en las celdas de carga instaladas y sometiendo estos documentos a la aprobación del Ingeniero.

4.4.3 Tipos de pernos

Pernos Tipo A (pasivos para soporte de roca y anclaje de estructuras). En estos pernos, que se designarán como BAL 6, BAL 8 y BAL 10, siendo que las primeras dos letras indican la utilización como barras para anclaje de estructuras, y la tercera letra indica el llenante del hueco, con lechada (L); el número final se refiere al diámetro de la barra, en octavos de pulgada. Estos pernos deberán llevar rosca, placa y arandela semiesférica y tuerca para la fijación contra la superficie de roca o podrán llevar en un extremo un gancho.

En los sitios indicados en los planos, los pernos se deberán anclar mediante una lechada espesa, inyectado después de introducir la barra en el hueco.

En general, la dosificación de las lechadas deberá ser propuesta por el Contratista y deberá ser verificada en el laboratorio. En todos los casos, deberá incluirse un aditivo expansor, de características verificadas en el laboratorio.

Pernos Tipo C (enfilaje). Son tubos de acero sin accesorios rellenos con mortero como soporte hacia adelante en el frente de las excavaciones subterráneas.

Pernos de anclaje tipo Swellex. Son pernos pasivos hechos de un tubo soldado doblado sobre sí y sellado en un extremo. Se expande utilizando un flujo de agua de alta presión entregado por una bomba especial. El perno se expande al interior de un tiro. Se utilizarán como soporte de las excavaciones subterráneas según las características y en los sitios indicados por el ingeniero.

La mínima carga de rotura será de 110 kN, la mínima carga de deformación 100 kN (estos valores serán determinados en base a las características encontradas del macizo rocoso). El diámetro del perfil podrá ser de 28 mm o de 36 mm de acuerdo a l requerimiento en obra.


4.4.4 Materiales

Barras. Los pernos estarán constituidos por barras corrugadas de acero estructural que tenga una elongación mínima del 12% en 20 cm, que cumplan la norma NB -731. El punto de fluencia de estos pernos será de 412 MPa. Toda varilla para perno deberá llevar al menos 0,15 m roscados en uno de los extremos.

Platinas y accesorios. Las platinas de apoyo de los pernos que las requieran deberán ser de acero estructural que cumplan lo establecido en la norma ASTM A-36 en su última versión, con las dimensiones mínimas que se muestran en los planos. En donde el Contratista lo encuentre conveniente, podrán utilizarse canales de acero estructural u otros perfiles, en lugar de las platinas de apoyo.

Arandelas. Las arandelas semiesféricas deberán ser de acero endurecido y todas las tuercas del tipo pesado hexagonal. Las arandelas deberán cumplir con lo señalado en la última edición de la norma ASTM F 436.

Lechadas. La lechada para llenar el espacio entre la barra y la pared deberá ser de alta resistencia temprana. La lechada de los pernos BAL 6, BAL 8 y BAL 10 deberá contener un aditivo antirretracción. Las proporciones de la lechada deberán ser definidas por el Contratista. Típicamente la lechada se deberá preparar con cemento Portland tipo 1 y contener un agente fluidificante y expansor en proporción del 0,5% por peso de cemento. La lechada podrá ser sustituida por un mortero espeso, vaciado antes de introducir la barra, previo ensayos de campo para verificar su funcionamiento.

Resinas. Las resinas que el Contratista proponga utilizar, se deberán someter a ensayos de campo y laboratorio para comprobar su funcionamiento y deberán ser aprobadas previamente por el Ingeniero. Se deberán almacenar y manejar de acuerdo con las recomendaciones del fabricante. Se deberán usar resinas que tengan un tiempo de fraguado, a una temperatura acorde con las condiciones de instalación, mayor que el que se necesite para las operaciones de colocación.

Tubos de enfilaje. Los tubos de enfilaje serán de acero estructural calibre 40, y deberán cumplir la norma ASTM A 53, serán de 100 mm de diámetro, tendrán la longitud mostrada en los planos y se deberán rellenar con mortero.


.1 La instalación de los pernos para soporte de excavaciones se deberá hacer como máximo dentro de las ocho horas siguientes a la voladura. El Contratista se deberá organizar para efectuar esta operación como parte de su rutina de trabajo y el equipo que use deberá permitir avanzar con la colocación de pernos lo más cerca posible del frente y en todo caso a una distancia no mayor de 5,0 m de éste. En caso de que los pernos de roca próximos al frente sean dañados por las voladuras, deberán ser removidos o cortados a ras de la excavación y remplazados por otros.


.2 Los pernos que hagan parte de los revestimientos definitivos de las obras subterráneas, podrán instalarse posteriormente según la conveniencia del Contratista.

.3 El equipo de perforación deberá ser adicional a los equipos (Jumbos) requeridos para ejecutar los barrenos de las voladuras, con el fin de que las perforaciones puedan hacerse dentro de los tiempos estipulados y queden correctamente alineadas, y con un diámetro uniforme. Adicionalmente, el Contratista deberá suministrar información referente al equipo para tensionar los pernos y para llenar los huecos con lechada, resina o mortero.

.4 Todos los huecos se deberán perforar perpendicularmente a la superficie de la roca, a no ser que los planos indiquen otra cosa. Los huecos deberán tener el diámetro que recomiende el fabricante de la resina o el que se indique en los planos, y la profundidad deberá ser la que se muestre en los planos. Después de terminada la perforación, cada hueco se deberá limpiar con chorros de agua y aire, a una presión mínima de 0,35 MPa, para remover los residuos de laminado, óxido suelto, mugre, grasa, fragmentos de roca suelta y polvo o cualquier otra sustancia objetable, y luego se deberá secar con aire a presión.

.5 Para la instalación de los pernos BAL 6, BAL 8 y BAL 10, el llenado de los huecos se deberá hacer en forma manual o utilizando equipo neumático, dependiendo del sitio de instalación del perno, en el piso, en las paredes o en la bóveda de la sección donde se aplique este tratamiento.

.6 Cuando el extremo exterior de los pernos no vaya a quedar cubierto permanentemente por hormigón u hormigón proyectado, se deberán proteger todas las superficies de las platinas de apoyo y arandelas, antes de su colocación, con dos capas de pintura anticorrosiva. Antes de aplicar la pintura, las superficies de estos elementos deberán quedar libres de aceite, grasa, herrumbre o salpicaduras de cemento. Cuando los extremos exteriores de los pernos vayan a estar embebidos en hormigón, se deberá tener cuidado en dejar las superficies metálicas libres de grasas, aceites, o cualquier otra materia extraña.

.7 Los pernos tipo Swellex serán instalados según instrucciones del proveedor previa aprobación del Ingeniero.

4.4.6 Control de calidad

.1 Con el objeto de llevar a cabo un estricto control de calidad de los pernos colocados durante la construcción de las obras, el Contratista deberá probar periódicamente los pernos que coloque, ensayando cinco pernos por cada lote de cincuenta pernos que hayan sido colocados, según un procedimiento similar al indicado en la norma ASTM D4435.


.2 Los pernos serán escogidos por el Ingeniero y se deberán someter a una carga axial de tracción que deberá alcanzar un valor de dos veces la carga de diseño a los ocho días calendario después de haber sido colocado el perno, para cualquier tipo de perno.

.3 Del lote de cincuenta pernos colocados, veinticinco pernos serán rechazados por el Ingeniero cuando en dos o más pernos de los cinco representativos del lote no se obtenga la resistencia especificada. El Ingeniero evaluará las condiciones de soporte y decidirán sobre el soporte adicional que se deberá colocar en la zona, el cual deberá cumplir satisfactoriamente las condiciones y pruebas de control de calidad previstas.

.4 El lote de cincuenta pernos será aceptado por el Ingeniero únicamente después de efectuado el ensayo de control de calidad sobre los pernos representativos y de que se haya verificado que soportan la carga axial anteriormente especificada.

.5 La resina sintética deberá ser de una marca aceptada por el Ingeniero. Su almacenamiento deberá cumplir con las recomendaciones del fabricante. Se deberán suministrar dos tipos de resina sintética: una de fraguado rápido de 3 minutos a 5 minutos a 25°C y otra de fraguado lento de 15 minutos a 30 minutos a 25°C. Las resinas deberán desarrollar una resistencia mínima de 90 MPa a la compresión inconfinada cuando están mezcladas y fraguadas completamente, de acuerdo con la especificación AASHTO T22. Adicionalmente, se deberá remitir la información técnica de la resina propuesta incluyendo como mínimo:

Marca del material y nombre del proveedor.

Resistencia a la compresión inconfinada.

Tiempos de fraguado vs. temperatura.

Viscosidad.

Requisitos de almacenamiento y manejo.

.6 Las resinas deberán suministrarse en forma de cartucho y deberán tener una envoltura plástica que ofrezca una protección óptima a la humedad y que se pueda romper fácilmente para permitir la mezcla completa durante la instalación. Las resinas deberán contar con propiedades tixotrópicas apropiadas y de viscosidad para permitir una correcta mezcla de los agregados mediante la rotación del perno para prevenir que la resina se escurra fuera del hueco o dentro de las diaclasas después de mezclada. Los cartuchos deberán ser los recomendados por el fabricante. Las resinas deberán alcanzar el 80% de su resistencia final en un tiempo igual a cinco veces el tiempo de gelificación.

.7 El Contratista deberá preparar y ejecutar ensayos normalizados que demuestren la adherencia efectiva entre las resinas que se utilicen y el metal de los pernos. El Contratista deberá garantizar que las resinas adhieren a los pernos satisfactoriamente y por lo tanto se evita la posible corrosión del perno por efecto de las aguas de infiltración dentro del barreno.


4.4.7 Trabajos de obturación y tratamiento de fallas

Los trabajos de obturación consisten en el tratamiento y relleno con hormigón, hormigón proyectado, o lechada de inyección de las fallas, zonas de desgarramiento, costuras, juntas y fracturas que se descubran durante los trabajos de excavación.

Los materiales a utilizarse serán los aquí especificados y deberán ajustarse a las prescripciones aplicables de los capítulos “Hormigón”, “Hormigón Proyectado” e “Inyecciones”.

Las zonas de desgarramiento excavadas y costuras que tengan un ancho menor de 15 cm se rellenaran con lechada de inyección, consistente en (1) una parte de cemento y 2 (dos) de arena.

Las zonas de desgarramiento, fallas, costuras y fracturas con ancho mayor a 15 cm, se rellenaran con hormigón que tenga una resistencia a la compresión de 20 N/mm2 a los 28 días y un tamaño máximo de agregado de 38 mm.

El Hormigón de obturación se colocará en capas que no excedan de 30 cm, compactado con vibradores.

Cuando sea necesario hormigón de obturación, este se fijará a la roca con pernos de anclaje y se reforzará con malla metálica.

En las zonas de desgarramiento de más de 2 m de ancho, las tuberías de inyección se empotrarán en el hormigón para las Inyecciones subsiguientes de contacto entre la zona de desgarramiento y el hormigón.

4.4.8 Medida y pago


cap 4 excavaciones subterraneas

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