Universidad del ValleFacultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Civil y Geomtica

Ing. Armando Orobio Quiones, Ph.D.

CONSTRUCCIN DE TNELESCURSO DE INGENIERA DE OBRAS CIVILES

2QUE ES UN TNEL

Es una estructura quese integra en unmacizo para formarparte del trazado deuna va decomunicacin o deuna conduccinhidrulica.

3USOS DE LOS TNELES

Carreteras Ferrocarriles y metros Uso peatonal Abastecimiento de Agua Saneamiento Galeras o Pozos de servicios

4PROYECTO DE TNEL

Objetivo de la Obra Subterrnea Geometra del Proyecto Estudios Ambientales Geolgico y Geotcnico El Sistema Constructivo La Estructura resistente Adecuaciones para el servicio

5OBJETIVO DE LA OBRA SUBTERRNEA

Funcional: Es el objetivo principal para el cual se

construye la obra, Vas, Conduccin hidrulica,Galeras de servicio, etc.

Complementarios:Impacto ambiental del diseo que justifique la

solucin tnel.Impact ambiental en la Construccin.Prevencin de daos Fsicos.

6OBJETIVO DE LA OBRA SUBTERRNEA

Objetivo Funcional?

Objetivos Complementarios?

7ALINEAMIENTO LONGITUDINALCurvas Horizontales

Se recomiendan radios mayores de 500 mts,en casos excepcionales se puede bajar hasta300 mts.

Cuando se usan maquinas Tneladoras elradio no puede ser inferior a 400 mts.

DISEO GEOMTRICO

8DISEO GEOMTRICO

ALINEAMIENTO LONGITUDINALTrazado en Perfil:Pendientes Curvas Verticales Visibilidad

9DISEO GEOMTRICO

ALINEAMIENTO LONGITUDINALTrazado en Perfil:

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SECCIN TRANSVERSALCaractersticas Geolgicas y

GeotcnicasDimensiones requeridas

para circulacinRequerimientos de

VentilacinMtodo de excavacin

DISEO GEOMTRICO

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SECCIN TRANSVERSAL

DISEO GEOMTRICO

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SECCIN TRANSVERSAL

DISEO GEOMTRICO

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ESTUDIOS AMBIENTALES

Se requiere la realizacin de un diagnosticoambiental de alternativas para seleccionar laruta que genere el menor impacto al medioambiente.

Analizar Impactos

En la Construccin.

En la Operacin.

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ESTUDIOS AMBIENTALES

IMPACTOS EN LA CONSTRUCCIN:Socio-Econmicos (Por inmigracin y

desplazamientos).Botadores y explotacin de materiales.Degradacin del paisajismo en el entorno y los

accesos.Vibraciones por voladuras y trafico de maquinaria.Generacin de gases y polvo.Produccin de residuos slidos y lquidos.Afectacin a la hidrologa e hidrogeologa del lugar.

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ESTUDIOS AMBIENTALES

IMPACTOS EN LA OPERACINAumento de trafico. Impacto paisajstico de Obras externas.Generacin de ruidos en portales y chimeneas.Gases en las salidas de la ventilacin.Afectaciones a la hidrogeologa.

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ESTUDIOS GEOLGICO

Caracterizacin de losmateriales

Estructura Gases y temperatura Hidrogeologa

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ESTUDIOS GEOLGICO Caracterizacin de los materiales:Por su origen:

gneas Metamrficas Sedimentarias

Descripcin litolgica: Tamao del grano Composicin mineralgica Grado de meteorizacin

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ESTUDIOS GEOLGICO ESTRUCTURAFallas, Plegamientos, FracturamientosIdentificar:

Rocas expansivas y Agresivas Presiones en el terreno Terrenos Carsticos Terrenos no consolidados

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ESTUDIOS GEOLGICO GASES Y TEMPERATURAPresencia de gases

Metano Bixido de Carbono Monxido de Carbono cido Sulfidrico o Anhdrido Sulfuroso

Temperaturas HIDROGEOLOGANiveles de AguaFlujos de Corriente y Agresividad

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ESTUDIOS GEOTCNICO Definicin de las propiedades fsicas y

mecnicas de los suelos con el fin de evaluarsus caractersticas como elemento estructuraldel tnel.Extrapolacin de datos de superficie.Medidas Indirectas.

Mtodos GeofsicosMedidas Puntuales.

Perforaciones Galeras de exploracin

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ESTUDIOS GEOTCNICO ENSAYOS DE LABORATORIO: Se hacen sobre

ncleos de roca.PetrogrficosQumicosFsicosMecnicos.

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SOSTENIMIENTO Y REVESTIMIENTO

SOSTENIMIENTOEs el conjunto de elementos que se colocan en una

excavacin subterrnea, para contribuir a suestabilizacin.

REVESTIMIENTOSe coloca para asegurar la calidad del acabado de la

obra, adecundolo para es uso al que esta destinado.

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SOSTENIMIENTO

Concreto lanzado Pernos o anclajes Arcos de acero Malla metlica

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SOSTENIMIENTOCONCRETO LANZADO Es uno de los mas

econmicos y sencillos deUsar es una mezcal deconcreto que se lanzacontra el contorno medianteuna boquilla o manguera

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SOSTENIMIENTOCONCRETO LANZADO

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Se colocan en una perforacinpreviamente ejecutada y seanclan mediante un dispositivomecnico en la punta o unrelleno en toda la longitud conmortero o resina epxica.

SOSTENIMIENTOCON PERNOS O ANCLAJES

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SOSTENIMIENTOCON PERNOS O ANCLAJES

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SOSTENIMIENTOCON PERNOS O ANCLAJES

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SOSTENIMIENTOCON PERNOS Y ANCLAJES

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SOSTENIMIENTOCON PERNOS Y ANCLAJES

Anclajes para proteger el portal de un tnel

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SOSTENIMIENTOARCOS DE ACERO

Los arcos metlicos sonconsiderados como unsistema clsico desostenimiento en laconstruccin de tneles

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SOSTENIMIENTOARCOS DE ACERO

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REVESTIMIENTO Concreto Dovelas

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REVESTIMIENTODOVELAS

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REVESTIMIENTODOVELAS

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REVESTIMIENTODOVELAS

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IMPERMEABILIZACIN Y DRENAJE

La impermeabilizacin se hacegeneralmente colocando laminasimpermeables (Geomembranas)

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IMPERMEABILIZACIN Y DRENAJE

En tneles para carreterasexiste un drenajelongitudinal que permitaevacuar las aguas

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MTODOS DE EXCAVACIN DE TNELES

EXCAVACIN CONVENCIONALRetroexcavadoras y martillos Neumticos

EXCAVACIN CON EXPLOSIVOS Tcnicas de Voladura de rocas

MTODOS MECANIZADOS Rozadoras o minadoresTuneladoras o Topos

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EXCAVACIN CONVENCIONAL

Se utiliza equipoconvencional paramovimiento de tierras.

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EXCAVACIN CONVENCIONAL

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EXCAVACIN CON VOLADURA La excavacin de

tneles por medio devoladura de rocas,presenta ventajas sobrela excavacin mecnicapor su bajo costo inicial.

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EXCAVACIN CON VOLADURA CICLO BSICO DE LA EXCAVACIN CON

VOLADURA.1. Perforacin de Barrenos.2. Carga de Explosivos.3. Disparo.4. Evacuacin de Humos y Ventilacin.5. Carga y retiro de escombros. 6. Sostenimiento.

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EXCAVACIN CON VOLADURAPERFORACIN

La perforacin se realizamediante equipos deroto percusin ygeneralmente esta entre2 y 4 mt de profundidad.

Cada La perforacin se carga con el explosivo.

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EXCAVACIN CON VOLADURACARGA

Cada La perforacinse carga con elexplosivo, teniendopara cada carga ogrupo de cargas, unretardo medido enmilisegundos.

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EXCAVACIN CON VOLADURACARGA

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EXCAVACIN MECNICA

Rozadores o minadoresTuneladoras o topos

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EXCAVACIN MECNICATUNELADORAS

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EXCAVACIN MECNICATUNELADORAS

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EXCAVACIN MECNICATUNELADORAS

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EXCAVACIN MECNICATUNELADORAS

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TUNELADORAS

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TUNELADORAS

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VENTILACIN

Ventilacin durante la construccin.

Ventilacin para la operacin.

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VENTILACIN

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VENTILACIN

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VENTILACIN - Ventiladores

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VENTILACIN PARA OPERACIN

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MEDIDAS DE SEGURIDAD EN LA CONSTRUCCIN

Equipo de proteccin personal Contra Incendios Presencia de Agua en el tnel Desplazamiento del personal Manejo de explosivos y voladuras Durante la excavacin Colocacin del Sostenimiento y revestimiento Manejo de Sustancias toxicas

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INSTALACIONES Y SERVICIOS AUXILIARES

Instalaciones elctricas Iluminacin Sistema de Ventilacin definitivo Equipos necesarios para el servicio Sealizacin Centro de control

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INSTALACIONES Y SERVICIOS

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BIBLIOGRAFA

Manual de tneles y obras Subterrneas VariosAutores, Entorno Grafico, 1997, Espaa.

J. Puerto, Tneles para Carretera Conferencias deClase, Colombia, 1997.

R. Caicedo, Perforacin y Voladura de Rocas,Colombia, 2000.

Otras direcciones Web

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!GRACIAS POR SU ATENCION!

Armando Orobio Quionesarmando.orobio@correounivalle.edu.co

Slide Number 1QUE ES UN TNELUSOS DE LOS TNELESPROYECTO DE TNELOBJETIVO DE LA OBRA SUBTERRNEAOBJETIVO DE LA OBRA SUBTERRNEADISEO GEOMTRICODISEO GEOMTRICODISEO GEOMTRICODISEO GEOMTRICODISEO GEOMTRICOSECCIN TRANSVERSALESTUDIOS AMBIENTALESESTUDIOS AMBIENTALESESTUDIOS AMBIENTALESESTUDIOS GEOLGICOESTUDIOS GEOLGICOESTUDIOS GEOLGICOESTUDIOS GEOLGICOESTUDIOS GEOTCNICOESTUDIOS GEOTCNICOCANTIDADES DE OBRA Y PRESUPUESTOPARA CADA SECTORCANTIDADES DE OBRA Y PRESUPUESTO PARA EL TNELSOSTENIMIENTO Y REVESTIMIENTOSOSTENIMIENTOSOSTENIMIENTOSOSTENIMIENTOCONCRETO LANZADOSOSTENIMIENTOCON PERNOS O ANCLAJESSOSTENIMIENTOCON PERNOS O ANCLAJESSlide Number 30SOSTENIMIENTOCON PERNOS O ANCLAJESSOSTENIMIENTOCON PERNOS Y ANCLAJESSOSTENIMIENTOCON PERNOS Y ANCLAJESSOSTENIMIENTOARCOS DE ACEROSOSTENIMIENTOARCOS DE ACEROREVESTIMIENTOREVESTIMIENTODOVELASREVESTIMIENTODOVELASREVESTIMIENTODOVELASIMPERMEABILIZACIN Y DRENAJEIMPERMEABILIZACIN Y DRENAJEMTODOS DE EXCAVACIN DE TNELESEXCAVACIN CONVENCIONALEXCAVACIN CONVENCIONALEXCAVACIN CON VOLADURAEXCAVACIN CON VOLADURAEXCAVACIN CON VOLADURAPERFORACINEXCAVACIN CON VOLADURACARGAEXCAVACIN CON VOLADURACARGAEXCAVACIN MECNICAEXCAVACIN MECNICA TUNELADORASEXCAVACIN MECNICA TUNELADORASEXCAVACIN MECNICA TUNELADORASEXCAVACIN MECNICA TUNELADORASTUNELADORASTUNELADORASVENTILACINVENTILACINVENTILACINVENTILACIN - VentiladoresVENTILACIN PARA OPERACINMEDIDAS DE SEGURIDAD EN LA CONSTRUCCININSTALACIONES Y SERVICIOS AUXILIARESINSTALACIONES Y SERVICIOSBIBLIOGRAFASlide Number 66