DISEÑO DE SOSTENIMIENTO

1. DETERMINACIÓN DEL ESPESOR DEL SHOTCRETE

Se determina mediante el modelo matemático de Rabcewicz

FSrP

tb

2.0

.434.0 …………………………(1)

Donde:

t : espesor del Shotcrete en metros

P : Esfuerzo sobre el Shotcrete en tn/m2

r : Radio de la labor en metros

b : Resistencia a la compresión del Shotcrete en tn/m2

FS : Factor de Seguridad.

De la ecuación (1) tenemos que el Factor de Seguridad para el Shotcrete está dado

por la ecuación siguiente:

trP

FS b .434.0

2.0 …………………………..….(2)

CASO LA LABOR TÍPICA

Tenemos los datos siguientes:

t : 0.0508 m (2”)

P : 15 tn/m2

r : 1.5 m.

b : 2500 tn/m2 (25Mpa)

6.20508.0)5.1)(15(434.0

)2500(2.0FS

Por tanto, a la labor en cuestión aplicándole sostenimiento con shotcrete de 2” de

espesor y 25Mpa de resistencia a la compresión, empleando dicho diseño de

sostenimiento estamos garantizando la estabilidad de la labor con un Factor de

seguridad de 2.6

2. DETERMINACIÓN DE LA LONGITUD DE LOS PERNOS

La longitud de pernos se determina mediante la formula siguiente:

ESR

ALP

15.02

Donde:

Lp : Longitud el Perno en metros

A : Ancho de la labor en m.

ESR : Escavation Support Ratio (Ver tabla)

TIPO DE EXCAVACION ESR

Labores Mineras de carácter Temporal 2.0 - 5.0

Galerías Mineras permanentes, túneles de centrales hidroeléctricas 1.6 - 2.0

túneles piloto, galerías de avance en grandes excavaciones 1.6 - 2.0

cámaras de compensación hidroeléctricas 1.6 - 2.0

Cavernas de alimentación, plantas de tratamiento de aguas 1.2 - 1.3

Túneles de carreteras secundarias y de ferrocarril, túneles de acceso 1.2 - 1.3

Centrales eléctricas subterráneas, túneles de carretera primarias 0.9 - 1.1

refugios subterráneos para defensa civil 0.9 - 1.1

emboquilles e intersecciones de túneles 0.9 - 1.1

Centrales nucleares subterráneas, estaciones de ferrocarril 0.5 - 0.8

Instalaciones publicas deportivas, fabricas 0.5 - 0.8

túneles para tuberías principales de gas 0.5 - 0.8

CASO DE LABOR TÍPICA

Tenemos los datos siguientes:

A : 3 m

ESR : 2

.23.16.1

)3(15.02mLP

Por tanto la longitud de pernos mínima a usarse en dicha labor sera de 1.53m. (5’)

En la actualidad en dicha labor se viene instalando pernos de 7’

3. DETERMINACIÓN DEL ESPACIAMIENTO DE LOS PERNOS

Determinamos la carga de roca que anclará un perno

... 21 heeW

Donde:

W : Carga de Roca en tn.

e1 : Distancia entre los pernos a lo largo de la labor en m.

e2 : Distancia entre los pernos en sección en m.

: Peso específico de la roca en tn/m2

h : Altura del techo inmediato en m.

Entonces tenemos que la carga de roca que soportara un perno es de:

.09.375.25.05.15.1 tnW

Asi mismo sabemos que la resistencia al arranque de un perno Split Set de 7’

es de 5tn. (Dato obtenido mediante pruebas de arranque en terrenos que presentan

características similares)

Por tanto Factor de Seguridad está dado por:

62.109.3

5

arg

Re

pernoelsoportaquerocadeaC

pernodelarranquealsistenciaFS

Por tanto empleando una densidad de pernos de 0.44 pernos/m2, tenemos un factor

de seguridad de 1.62, lo cual nos garantiza la estabilidad de la caja techo de la labor.

Es todo cuanto Informo para su conocimiento y fines,