expocision de tuneles

7/23/2019 Expocision de Tuneles

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DEDICATORIA

El presente trabajo lo dedicamos a nuestros

padres por su apoyo incondicional y

respaldo; así poder lograr nuestros objetivos

de ser profesionales y ser útil en la

sociedad.

Al ing. Cesar Guzmán por brindarnos sus

conocimientos y guía para formarnos como

profesionales.



UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA

INTRODUCCION

as labores de e!tracci"n de material en obras subterráneas y túneles no es una

tarea sencilla. Al poco espacio de maniobra #ay $ue a%adir los problemas

derivados de la ventilaci"n de espacios cerrados y problemas de seguridad y salud

$ue afectan a los trabajadores.

El uso de los e!plosivos es de muc#a importancia ya $ue es indispensable para la

realizaci"n de un túnel& es por eso $ue es necesario recordar las propiedades& la

clasificaci"n de los e!plosivos y tambi'n los agentes $ue intervienen en la

voladura de rocas.

El uso de las tuneladoras es un gran paso en el uso de las ma$uinas sofisticadas

en la minería ya $ue con estos se pueden realizar túneles de mayor e!tensi"n y

a#orrando tiempo y costo $ue es lo $ue se $uiere minimizar en el campo de la

minería.

a velocidad de avance está en relaci"n con las características de oposici"n de

los e$uipos $ue se emplea& la destreza y e!periencia de los trabajadores y por

último las condiciones de seguridad o instalaciones $ue faciliten para el logro del

avance esperado.

TUNELES Y MOVIMIENTO DE MATERIALES Página 2




OBJETIVOS

(. )eleccionar el mejor m'todo de perforaci"n para el avance de una galería o

túnel.*. +btener los conocimientos prácticos para la realizaci"n de un túnel por los

diferentes m'todos $ue e!isten.,. Conocer los diferentes m'todos de avance para ponerlo en práctica en las

labores subterráneas.-. escribir los tipos de e!plosivos utilizados en la construcci"n de un túnel.

SECUENCIA DE SALIDA DE UN DISPARO

as voladuras en túneles y galerías se caracterizan por no e!istir& inicialmente&

ninguna superficie libre de salida salvo el propio frente de ata$ue. El principio de

ejecuci"n se basa en crear un #ueco libre con los barrenos los cueles #acia el cual





se rompen las cargas restantes de la secci"n. ic#o #ueco tiene& generalmente

diámetros de perforaci"n grandes. En los cueles en abanico los barrenos del cuele

llegan a cubrir la mayor parte de la secci"n.

os barrenos de contorno son los $ue establecen la forma final del túnel& y se

disponen con un reducido espaciamiento y orientados #acia el interior del macizo

para dejar #ueco de avance /túnel0.

)ecuencia de salida de un frente.

ACOPLAMIENTO:

1adio del diámetro de carga al diámetro del taladro. El acoplamiento físico entre la

carga e!plosiva y la roca permite la transferencia de la onda de c#o$ue entre ellas&

teniendo un carácter muy significativo sobre el rompimiento.

El efecto de trituraci"n depende muc#o del contacto directo del e!plosivo con la

roca.





2aladro acoplado

DESACOPLAMIENTO:

El desacoplamiento tiene enorme efecto sobre el grado de confinamiento y sobreel trabajo del e!plosivo& ya $ue la presi"n de taladro decrecerá con el aumento del

desacoplamiento. Esta condici"n puede incluso ocasionar $ue los gases liberados

por la e!plosi"n se aceleren más rápidamente $ue la onda de detonaci"n en la

columna de carga& acumulándola al descomponer al e!plosivo por el fen"meno

denominado 3efecto canal4 o presi"n de muerte /ead pressing0.

El desacoplamiento es recomendable s"lo para la voladura controlada o

amortiguada& donde forma un colc#"n de aire $ue amortigua el impacto& con lo

$ue disminuye la fragmentaci"n.

2aladro desacoplado

SISTEMA DE AVANCE CON PERFORACION YVOLADURA:

En toda obra de tunelería o e!cavaci"n subterránea& se emplea el sistema clásico

de perforaci"n voladura y limpieza de escombros& obteni'ndose con un trabajo

cíclico el avance del frente o front"n de ata$ue.





a forma el cual se ataca la secci"n de los túneles y galerías depende de diversos

factores5

6 E$uipo de perforaci"n empleado.

6 2iempo disponible para la ejecuci"n.

6 7oladura empleada.

6 2ipo de roca.

6 2ipo de sostenimiento.

MÉTODOS DE AVANCE DE TUNELES:

CORONA Y BANQUEO:

Consiste en e!cavar primero la corona por todo el anc#o de la secci"n del túnel&

seguidamente se continua con la remoci"n de la zona inferior del túnel

perforando con taladros verticales u #orizontales según convenga.

Este m'todo es empleado comúnmente en terrenos de roca suelta o d'bil& donde

es necesario tener un buen sistema de sostenimiento.

TUNEL PILOTO:

)e perfora un pe$ue%o túnel a lo largo del eje del túnel propuesto& manteniendo un

frente avance a una distancia conveniente del frente del túnel principal; en túneles

cortos se perfora el piloto se perfora de portal a portal& para luego efectuar la

ampliaci"n.





TUNEL EXPLORATORIO:8aralelamente a la perforaci"n del túnel propuesto& por uno de los lados y a una

distancia conveniente mínima de *9m& se avanza un túnel de pe$ue%a secci"n el

cual se va conectando a intervalos con secci"n principal.

MÉTODO DE SECCIONES LATERALES:

8or ambos estribos del túnel principal se perforan túneles paralelos con el fin de

aprovec#ar el efecto de arco en los #astíales. Este m'todo se suele emplear en

túneles de grandes secciones cuando se trabaja en terrenos poco co#esivos.





MÉTODO DE AVANCE A SECCIÓN PLENA:

)e emplea una voladura por cada ciclo o vuelta& rompiendo la roca en cortostramos y por toda el área transversal del túnel. Este m'todo se emplea cuando la

roca no ofrece dificultades al desarrollo normal del avance. Es un m'todo

austriaco.

PERFORACIONES Y VOLADURA EN TUNELES:

El ciclo básico de una e!cavaci"n comprende la perforaci"n y voladura. a

)ecuencia es la siguiente5

• 8erforaci"n de taladros.





• Cebado y carga de e!plosivo.• Amarre del sistema de iniciaci"n.• isparo.• Evacuaci"n de #umos& ventilaci"n& desatado& control de estabilidad para la

evaluaci"n del material volado.• Evacuaci"n del material volado.

LAS VOLADURAS EN TÚNELES:

)on diferentes a las voladuras en bancos debido a $ue se #acen #acia superficie

libre mientras $ue las voladuras en banco se #acen #acia dos o más caras libres.

En las voladuras de bancos #ay gran cantidad de alivio natural dentro de la

plantilla el cual resulta de las caras libres adicionales.

En los túneles& sin embargo& la roca está más confinada y una segunda cara libre

debe ser creada paralela al eje de los taladros.

a segunda cara libre se produce por un corte en la frente del túnel $ue puede ser

ya sea un taladro perforado paralelamente& un corte en 7 o un corte en abanico.

espu's de $ue se #ace el corte& los taladros au!iliares se pueden comparar en

algunos aspectos los utilizados en voladuras de bancos.

En general& las voladuras de túneles son de alguna manera sobrecargadas para

producir una fragmentaci"n más fina ya $ue los efectos desastrosos del

sobrecargado de los taladros son disminuidos por el confinamiento dado en el

túnel.

Como resultado del confinamiento adicional y la falta de caras libres desarrolladas&

el tiempo entre retardos debe ser mayor $ue los de las voladuras de superficie

para permitir el movimiento de la roca y la formaci"n de la cara libre adicional

antes de $ue disparen los taladros subsecuentes.





)e deben discutir un número de diferentes tipos de taladros cuándo se #acen

voladuras en túneles. Esta figura provee una descripci"n visual de algunos de los

tipos de taladros $ue deben ser considerados. os taladros pueden ser divididos

en las siguientes categorías5

(. 2aladros de 8iso /arrastres0.*. 2aladros Cuadradores /flancos0.,. 2aladros de Contorno /alzas al tec#o0.-. 2aladros Au!iliares /#orizontales0.9. 2aladros Au!iliares /verticales0.

:. 2aladros de Corte o Arran$ue.

TUNELES Y MOVIMIENTO DE MATERIALES Página !




El es$uema de tiro es la disposici"n en el frente del túnel de los taladros $ue se

van a perforar& la carga de e!plosivo $ue se va a introducir en cada uno y el orden

en $ue se va a #acer detonar cada barreno& dise%ándose al principio de la obra en

base a la e!periencia y a una serie de reglas empíricas recogidas en los manuales

sobre e!plosivos. 8osteriormente& a lo largo de la e!cavaci"n del túnel& se va

ajustando en funci"n de los resultados obtenidos en cada voladura.

TUNELES Y MOVIMIENTO DE MATERIALES Página




a voladura de la destroza con barrenos #orizontales& tiene la ventaja de $ue se

utiliza el mismo sistema de trabajo y ma$uinaria $ue la fase de avance& pudiendo

recortarse con la voladura la forma te"rica del túnel. 8or otro lado& la voladura en

banco es más rápida de llevarse a cabo& con un consumo menor de e!plosivo& y

no necesita ser retirado el escombro en cada voladura& pero re$uiere de un recorte

posterior para conseguir el perfil del túnel en los #astiales.

os taladros deben de tener una longitud de un 9 a ( < superior a la distancia

$ue se $uiera avanzar con la pega& llamada longitud de avance& ya $ue siempre se

producen p'rdidas $ue impiden aprovec#ar al má!imo la longitud de los taladros.

as longitudes de avance típicas están comprendidas entre ( y - metros y se fijan

en funci"n de la calidad de la roca& cuanto mejor es la calidad del terreno& mayoresserán los avances posibles. Con una roca de calidad media6adecuada es #abitual

perforar taladros de , a ,&9 metros para avanzar entre *&= y ,&* metros en

cada voladura.

8ara la perforaci"n y voladura& la secci"n te"rica del túnel se divide en zonas& en

las $ue las e!igencias& tanto de densidad de perforaci"n& como de carga

específica de e!plosivo y secuencia de encendido son distintas. Estas zonas son5

• Cuele

• Contracuele

• estroza

• >apateras

• Contorno





CUELE. El cuele es la fase de la voladura $ue dispara en primer lugar. )u

finalidad es crear una primera abertura en la roca $ue ofrezca al resto de las fases

una superficie libre #acia la $ue puede escapar la roca con lo cual se posibilita y

facilita su arran$ue. El cuele es sin duda la más importante de todas las fases de

la voladura de un túnel en relaci"n con el avance de la voladura.

E!isten distintos tipos de cuele&

LOS CORTES EN V Y EN ABANICO: $ue facilitan la salida de la roca #acia el

e!terior& pero tienen el inconveniente de $ue los taladros forman un ángulo con

respecto al eje del túnel& por lo $ue su correcta perforaci"n tiene una mayor

dificultad y e!ige variar el es$uema de perforaci"n para cada longitud de avance.

En túneles de secciones de e!cavaci"n reducidas estos cueles no permiten

grandes avances por voladura.





CORTE EN PARALELO. Consiste en un taladro vacío /barreno de e!pansi"n0&

sin e!plosivos& de mayor diámetro $ue el resto /de ?9 a (* mm0 y& a su alrededor&

tres o cuatro secciones de taladros cargados $ue e!plotan sucesivamente

siguiendo una secuencia preestablecida. a misi"n del barreno de e!pansi"n es la

de ofrecer una superficie libre $ue evite el confinamiento de la roca de modo $ue

facilite su arran$ue. )u diámetro varía entre ( y , milímetros. En ocasiones

puede sustituirse por dos taladros vacíos de diámetro menor /* ! ?9 mm0.





DESTROZA. a destroza es la parte central y más amplia de la voladura& cuya

eficacia depende fundamentalmente del '!ito de la zona del cuele y contracuele&

$ue es la zona crítica de la voladura.

ZAPATERAS. a zapatera es la zona de la voladura situada en la base del

frente& a ras del suelo. os taladros e!tremos suelen ir un poco abiertos

3pinc#ados4 #acia fuera con objeto de dejar sitio suficiente para la perforaci"n del

siguiente avance. os barrenos de las zapateras son los $ue más carga e!plosiva

contienen ya $ue& aparte de romper la roca #an de levantar 'sta #acia arriba. 8ara

evitar repi's& van ligeramente 3pinc#ados4 #acia abajo y son disparados en último

lugar.

CONTORNO. os taladros perimetrales o de contorno son importantes pues de

ellos dependerá la forma perimetral de la e!cavaci"n resultante. o ideal es $ue la

forma real del perímetro del túnel sea lo más parecida posible a la te"rica& aun$ue

las irregularidades y discontinuidades de la roca dificultan dic#o objetivo.

E!isten dos t'cnicas de efectuar los tiros perimetrales5 el recorte y el precorte.

EL RECORTE: $ue es la t'cnica más empleada& consiste en perforar un número

importante de taladros paralelos al eje del túnel en el contorno& a la distancia

conveniente /entre -9 cm y ( cm0 y con una concentraci"n de e!plosivo

pe$ue%a o incluso nula. En la secuencia de encendido son los últimos barrenos en

detonar.

EL PRECORTE: se perfora un mayor número de taladros perimetrales y

paralelos entre sí unas distancias entre *9 cm y 9 cm& con una concentraci"n de

carga e!plosiva entre &( y &, @gm. Esta t'cnica e!ige una perforaci"n muy

precisa $ue asegure un buen paralelismo y una #omog'nea separaci"n entre los

taladros. En la secuencia de encendido& son los primeros en detonar& con lo $ue

se crea una fisura perimetral $ue aísla y protege la roca de las vibraciones del





resto de la voladura. a t'cnica del precorte& por su esmerada ejecuci"n y costo

elevado& es de uso poco frecuente en túneles& e!cepto en casos muy especiales.

MAQUINARIA DE PERFORACIÓN:

JUMBOS.

a má$uina #abitual de perforaci"n es el jumbo& Consta de una carrocería de

autom"vil dotada de dos o tres brazos articulados& según los modelos. En cada

brazo puede montarse un martillo de perforaci"n /perforadora0 o una cesta donde

pueden alojarse uno o dos operarios y $ue permite el acceso a cual$uier parte del

frente. El funcionamiento de los jumbos es el'ctrico cuando están estacionados en

situaci"n de trabajo y pueden disponer tambi'n de un motor i'sel para eldesplazamiento. os martillos funcionan a roto percusi"n& es decir& la barrena gira

continuamente ejerciendo simultáneamente un impacto sobre el fondo del taladro.

os rendimientos de perforaci"n $ue se consiguen en los jumbos #idráulicos

modernos& pueden superar los ,&9 mmin de velocidad instantánea de perforaci"n.

os jumbos actuales tienen sistemas electr"nicos para controlar la direcci"n de los

taladros& el impacto y la velocidad de rotaci"n de los martillos e incluso pueden

memorizar el es$uema de tiro y perforar todos los taladros automáticamente. En

este caso un único ma$uinista puede perforar una pega completa en unas pocas

#oras.





EXPLOSIVOS Y DETONADORES:

os tipos de e!plosivo $ue deben utilizarse en túneles dependen de las

características de la roca& principalmente de su densidad& resistencia a

compresi"n y velocidad de propagaci"n s"nica de la roca.

El tipo de e!plosivo tambi'n depende del grado de #umedad e!istente en la roca.





El e!plosivo más utilizado para el cuele y contracuele& destroza y zapateras& es la

G+BA6* E6C o 1+BED E*-. El diámetro de los cartuc#os deberá ser lo más

pr"!imo al diámetro de perforaci"n de los taladros& compatible con su introducci"n

dentro del barreno. a iniciaci"n de la e!plosi"n en cada barreno se realiza en el

cartuc#o cebo instalado en el fondo del barreno y $ue contiene un detonador.

a activaci"n de los detonadores puede ser el'ctrica o por impacto; en el primer

caso se utilizan detonadores el'ctricos. 8or razones de seguridad& contra

corrientes parásitas& se utilizan e!clusivamente detonadores de alta insensibilidad

/Al0. na mayor seguridad ofrecen los detonadores de iniciaci"n no el'ctrica& tipo

Fonel& cuyo uso sería especialmente aconsejable. Atendiendo a los tiempos de

retardo& los detonadores pueden ser5 instantáneos& de microretardo /retardo de *9" , mseg0& o de retardo /retardo de &9 seg0.

El resto de los elementos $ue se utilizan para la voladura son los siguientes5

Cañas. )on tubos de 87C /tubos omega0 abiertos longitudinalmente en cuyo

interior se colocan los e!plosivos& cord"n detonante& etc. 8ermiten introducir

fácilmente todos los elementos en su disposici"n correcta dentro del taladro.

R!a"a#$%. El retacador es el material $ue cierra o tapona el taladro y de este

modo impide $ue la energía debida a la e!plosi"n se escape por la boca del

mismo. Formalmente se usan unos cartuc#os de arcilla muy plástica.

E&'($s$%. Es el mecanismo $ue produce la corriente el'ctrica $ue da lugar a la

e!plosi"n. )uelen estar basados en un condensador $ue se va cargando con una

manivela o una batería y $ue cierra el circuito manual o automáticamente.

Ca)(s. os cables el'ctricos $ue transmiten la corriente desde el e!plosor #asta

los detonadores son los usados #abitualmente en trabajos el'ctricos.





CONTROL DE LAS VIBRACIONES:

as vibraciones producidas por las voladuras se transmiten por el terreno y

pueden llegar a producir da%os en edificios y estructuras pr"!imas al túnel así

como a la roca circundante y al revestimiento. 8or este motivo tiene inter's el

estudio de la ley $ue rige la propagaci"n de las ondas sísmicas y los valores

má!imos de vibraci"n admisibles en cada proyecto.

El factor principal $ue provoca los da%os es la 7elocidad 8ico de 8artícula& $ue se

define como la velocidad má!ima $ue alcanzan las partículas del terreno al vibrar

por acci"n de la onda sísmica.

EXPLOSIVOS:

)on compuestos $ue al detonar& generan un gran volumen de gases $ue llegan a

alcanzar altas temperaturas y muy altas presiones& $ue al e!pandirse provocan el





rompimiento de materiales p'treos macizo rocoso& lo $ue constituye la t'cnica de

voladura de rocas.

El e!plosivo es una mezcla de productos& unos combustibles y otros o!idantes&

$ue debidamente iniciados dan lugar a una reacci"n muy rápida y producenmuc#o calor /reacci"n e!plosiva0.

E!isten varios tipos de e!plosivos $ue son utilizados en canteras& en minería

superficial y subterránea entre ellos están5

D*+a,*!as- En esta catalogaci"n entran todas las mezclas de nitroglicerina&

diatomita y otros componentes; e!isten varios tipos como5 nitroglicerina dinamita&

inamita amoniacal de alta densidad /dinamita e!tra0& dinamita amoniacal de baja

densidad.

(s- Entre estos se encuentran los geles e!plosivos& $ue son fabricados a

partir de nitrocelulosa y nitroglicerina; el straig#t gel& fabricado a partir de los geles

e!plosivos y combustibles gelatinizados. Este e!plosivo generalmente tiene una

consistencia plástica y es de alta densidad; otro es el gel amoniacal /gel e!tra0 y

los semi6geles.

A/+!s &'($s*0$s- )on mezclas de combustibles y o!idantes& entre ellos

tenemos los agentes e!plosivos secos como el AF+.

PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS:

ependiendo del tipo de e!plosivo su composici"n será diferente y& por tanto& sus

propiedades finales tambi'n. 8ara cada aplicaci"n se debe elegir el tipo de

e!plosivo.

as características básicas de un e!plosivo son5

1.2 Es!a)*(*#a# 345,*"a. Aptitud $ue posee para mantenerse $uímicamente

inalterado durante un corto tiempo. as p'rdidas de estas aptitudes se suelen

dar por largos almacenamientos en lugares con poca ventilaci"n.

TUNELES Y MOVIMIENTO DE MATERIALES Página 2!




6.2 S+s*)*(*#a#. Es el mayor o menor grado de energía $ue se necesita

comunicar al e!plosivo para $ue se produzca la e!plosi"n. entro de la

sensibilidad #ay diferentes tipos& $ue son5

a7 S+s*)*(*#a# a( #!$+a#$%. 2odos los e!plosivos industrialesnecesitan para su iniciaci"n de la detonaci"n de un e!plosivo de superior

potencia; este e!plosivo ira colocado en un detonador& o en un multiplicador.

)7 S+s*)*(*#a# a (a $+#a &'($s*0a. Es la má!ima distancia a la

$ue un cartuc#o cebo transmite la detonaci"n a otro cartuc#o receptor.

"7 S+s*)*(*#a# a( "8$34. Hay e!plosivos $ue son muy sensibles al

c#o$ue y otros no tanto y necesitan un detonador para su e!plosi"n.

9.2 V($"*#a# # #!$+a"*+. Es una de las principales características a

tener en cuenta a la #ora de elegir un tipo de e!plosivo. Es la velocidad a la

$ue la onda de detonaci"n se propaga a trav's del e!plosivo y& por lo tanto& es

el parámetro $ue define el ritmo de liberaci"n de energía.

;.2 P%s*+ # D!$+a"*+. Es la presi"n producida en la zona de reacci"n

y es funci"n de la densidad y de la onda de detonaci"n cuando se propaga atrav's de la columna de e!plosivo. os e!plosivos comerciales varían de 9 a

(9 Bpa.

<.2 P$!+"*a &'($s*0a. Es la capacidad de un e!plosivo para $uebrantar y

proyectar la roca o el mineral $ue se $uiera romper.

=.2 D+s*#a# # +"a%!4"8a#$. Es el peso del e!plosivo por unidad de

volumen& se e!presa en gramos por centímetro cúbico /gcc0. El AF+ tiene

densidad Apro!. de &=9 gCC.

>.2 Rs*s!+"*a a( a/4a. Es la característica por la cual un e!plosivo& sin

necesidad de una envuelta especial& mantiene sus propiedades de uso

inalterables en contacto con el agua. Hay $ue diferenciar en este sentido tres

conceptos $ue son5





a0 1esistencia al contacto al agua.

b0 1esistencia a la #umedad

c0 1esistencia al agua bajo presi"n de la misma.

?.2 @4,$s. )e denomina #umos a los productos resultantes de la e!plosi"n&

entre los $ue se encuentran gases& vapor de agua y polvo en suspensi"n.

TIPOS DE EXPLOSIVOS:

E&'($s*0$s *+#4s!%*a(s. En la industria la gama de e!plosivos está cubierta

por una serie de productos $ue son5

a. E&'($s*0$s /(a!*+$s$s /$,a 6 ECO7. Estos e!plosivos

llevan en su constituci"n& como agente desencadenante&

nitroglicerina. Esta sustancia le da una consistencia gelatinosa.b. E&'($s*0$s '4(0%4(+!$s. )on los e!plosivos $ue además de

nitroglicerina en su composici"n como desencadenante llevan otros

productos como la trilita& caso de la ligamita.c. Na/$(*!as $ a+$s. E!plosivos de tipo pulverulento pero en su

composici"n no entra la nitroglicerina. ebido a esto son más

insensibles y en ocasiones necesitan de un multiplicador para su

iniciaci"n.d. @*#%$/(s $ s(4%%*s. )on compuestos $ue en su constituci"n

no llevan ningún producto $ue por sí mismo sea e!plosivo& sino $ue

reaccionan de forma e!plosiva en el momento $ue se $ue se inician

con el detonador. El conjunto del e!plosivo va en una masa acuosa

$ue le da estas características.e. @a0 a+$. )on la familia de e!plosivos $ue podemos considerar

como las más modernas; están formadas en distintas proporciones

de mezcla de emulsi"n matriz con nagolita.f. P(0$%as # ,*+a. Fo son propiamente e!plosivos ya $ue su

acci"n no es detonante sino deflagrante. a acci"n no es rompedora

sino de empuje. 8ara iniciarlas es suficiente la mec#a de seguridad.

os #umos producidos por este e!plosivo son t"!icos por lo $ue en





la minería de interior #ay $ue prestar muc#a atenci"n a la

ventilaci"n.

E&'($s*0$s # s/4%*#a#: Este tipo de e!plosivos se usa en casos

en el $ue el gas o el polvo del carb"n #acen $ue los demás tipos de

e!plosivos sean muy peligrosos. Estos e!plosivos llevan en la composici"n

una sustancia $ue atenúa los efectos de la detonaci"n evitando el riesgo de

$ue se produzcan e!plosiones en la atm"sfera peligrosa.

os e!plosivos de seguridad más usados son5

a. Explosivo de seguridad nº 3 SR! 2ienen una mala resistencia al agua y

suelen usarse para voladuras en rocas blandas.b. Explosivo de seguridad nº " SR! )u resistencia al agua es mala y se

usan fundamentalmente para voladuras en carb"n.c. Explosivo de seguridad nº #"! )u resistencia al agua es tambi'n mala& se

usan para voladuras en rocas blandas y en carb"n.d. Explosivo de seguridad nº $! Es el e!plosivo más usado en la minería

asturiana& su resistencia al agua es e!celente y se usa para voladuras en

rocas duras y en carb"n. )e puede usar en barrenos con agua.

ACCESORIOS PARA LA VOLADURA:os accesorios más usados para las voladuras son5

D!$+a#$%s:a. De%onadores de &e'(a! Está constituido por un cas$uillo de aluminio&

en cuyo interior va una determinada cantidad de e!plosivo.b. De%onadores el)'%ri'os! )e activan& como su nombre indica& por

medio de energía el'ctrica. )on los más usados en la actualidad. )e

compone de tres partes colocadas dentro de un cas$uillo metálico de

aluminio o cobre /$ue es el usado en las minas de carb"n0. Estas tres

partes son5 la parte el'ctrica& la retardadora y la e!plosiva.c. De%onadores ins%an%*neos! Fo llevan retardo y la e!plosi"n de la

carga primaria es instantánea. n #ilo es blanco y el otro depende de la

sensibilidad.





d. De%onadores de re%ardo de + &ilisegundos! Estos detonadores

e!plosionan con secuencias de medio en medio segundo. los colores

de los #ilos son el azul y el otro color depende de la sensibilidad.e. ,e'(a len%a! Es un cord"n fle!ible $ue contiene p"lvora y por el cual

se transmite el fuego a una velocidad uniforme #asta el detonador.f. Cord-n de%onan%e! Es un cord"n fle!ible dentro del cual #ay pentrita.

)e usa para transmitir a los e!plosivos la detonaci"n iniciada por el

detonador.g. Explosores! )on los aparatos $ue generan la corriente el'ctrica

necesaria para activar el detonador.





MÉTODOS DE EXCAVACIÓN DE TUNELES

1.2 FACTORES QUE DETERMINAN LA EXCAVACIÓN DE

TUNELES:

Al perforar un túnel se puede encontrar tres tipos de Condiciones Faturales $ue

dan lugar a la p'rdida de resistencia del macizo y& por tanto& a problemas de

estabilidad5

• +rientaci"n desfavorable de discontinuidades.

• +rientaci"n desfavorable de las tensiones con respecto al eje del túnel.

• lujo de agua #acia el interior de la e!cavaci"n a favor de fracturas&

acuíferos o rocas carstificadas.

Estas condiciones están directamente relacionadas con los siguientes factores

geol"gicos5 estructura& discontinuidades& resistencia de la roca matriz&

condiciones #idrogeol"gicas y estado tensional.

8or otro lado& la e!cavaci"n del túnel tambi'n genera una serie de acciones

inducidas $ue se suman a las citadas condiciones naturales& como son5





a. 8'rdida de resistencia del macizo $ue rodea a la e!cavaci"n como

consecuencia de la descompresi"n creada5 apertura de discontinuidades&

fisuraci"n por voladuras& alteraciones& flujos de agua #acia el interior del

túnel etc.

b. 1eorientaci"n de los campos tensionales& dando lugar a cambios de

tensiones.c. 8'rdida de resistencia del macizo $ue rodea a la e!cavaci"n como

consecuencia de la descompresi"n creada5 apertura de discontinuidades&

fisuraci"n por voladuras& alteraciones& flujos de agua #acia el interior del

túnel etc. 1eorientaci"n de los campos tensionales& dando lugar a cambios

de tensiones. +tros efectos como subsidencias en superficie& movimientos

de ladera& cambio en los acuíferos& etc.

1.1. LA ESTRUCTURA EOLÓICA: es uno de los factores $ue más influye

en la estabilidad de una e!cavaci"n subterránea. En rocas plegadas y

estratificadas la orientaci"n de los estratos condiciona diferentes modos de

comportamiento frente a la estabilidad en un túnel& influyendo los siguientes

factores5

• Iuzamiento de la estructura con respecto a la secci"n del túnel.

•

irecci"n de la estratificaci"n con respecto al eje del túnel.• 2ipo de pliegues.

1.6. DISCONTINUIDADES: a mayoría de los problemas de estabilidad se

deben a la intersecci"n de la secci"n del túnel con planos de iscontinuidad. )e

distinguen las siguientes discontinuidades5

• iscontinuidades de tipo sistemático /están presentes en casi todas las

rocas05 iaclasas& 8lanos de estratificaci"n& y Es$uistosidad

• iscontinuidades de tipo singular5 allas

1.9. RESISTENCIA DE LA MATRIZ ROCOSA: a resistencia de la matriz

rocosa influye de forma decisiva en el m'todo de e!cavaci"n& y es un factor

importante en la estabilidad de la misma.





1.;. CONDICIONES @IDROEOLOICAS: a e!cavaci"n de un túnel

puede interceptar con el agua de los acuíferos interceptados& dando lugar a las

siguientes consecuencias5

a0 isminuci"n de la resistencia del macizo.b0 Aumento de las presiones sobre el sostenimiento y el revestimiento.c0 Hinc#amientos y reblandecimientos en materiales arcillosos.d. Graves problemas de avance en la e!cavaci"n!

as filtraciones en los macizos rocosos provienen principalmente de5

• allas y fracturas.

• 1ocas de brec#a& de falla& zonas alteradas.

• Contactos litol"gicos entre rocas de permeabilidad muy diferente.

•

Conductos cársticos& tubos en rocas volcánicas& etc.• as cavidades cársticas pueden suponer un gran riesgo de filtraciones&

además de ser difíciles de localizar.

A7 SOSTENIMIENTO )on los elementos estructurales de sujeci"n del terreno&

aplicados inmediatamente despu's de la e!cavaci"n del túnel& con el fin de

asegurar su estabilidad durante la construcci"n y despu's de ella& así como

garantizar las condiciones de seguridad.

B7 REVESTIMIENTO se coloca con posterioridad al sostenimiento y consiste en

aplicar sobre dic#o sostenimiento una capa de #ormig"n& u otros elementos

estructurales& con el fin de proporcionar resistencia a largo plazo al túnel y dar un

acabado regular& mejorando su funcionalidad y propiciar la est'tica de la obra.

CICLO DE EXCAVACION DE TUNELES:

El procedimiento típico empleado en el avance de túneles por perforaci"n y

voladura tiene una secuencia cíclica& $ue consta de las siguientes operaciones5

(. 2razado del diagrama de tiros*. nstalaci"n del e$uipo de perforaci"n,. 8erforaci"n-. Carga de e!plosivos9. isparo y ventilaci"n:. Avance del e$uipo de limpieza al frente y eliminaci"n de escombros?. 8erfilado de la secci"n y sostenimiento opcional





=. Colocaci"n de líneas gradientes y alineamientoJ. 2razado del diagrama de tiros para un nuevo disparo

In/luen'ia de la se''i-n del %0nel en la dura'i-n del 'i'lo de ex'ava'i-n1

Fota5

(. 8or los datos computados para los tiempos de duraci"n de los ciclos en la

e!cavaci"n de les& se deduce $ue las dimensiones del túnel afectan

sensiblemente a estos y por consiguiente el avance del túnel.


2ama%o de la

secci"n /anc#o por

altura0

,.* ! ,.* 9. ! 9. :.?9 ! =.?9

)in

refuerzo

Con

refuerzo

)in

refuerzo

Con

refuerzo

)in

refuerzo

Con

refuerzoFumero de

perforaciones

-( -( 9* 9* =( ??

8rofundidad /m0 ,. (.= ,.- ,. ,.: ,.

Avance por disparo

/m0

*.= (.? ,.* *.= ,.- *.=

8erforaci"n /minutos0 J : (* J (9 (*

Carguío y disparo

/minutos0

: : : : : :

7entilaci"n /min.0 , , , , , ,

impieza /min.0 J ?9 (* J (- ((

1eforzamiento /min.0 J (* (9

+tros trabajos /min.0 , , , , , ,

uraci"n del ciclo

/min.0

, ,- ,: -* -( 9




*. A pesar de $ue el ciclo promedio permite suponer $ue se puede #acer&

apro!imadamente& (.9 ciclos por turno de oc#o #oras& no se debe

programar la obra con estor rendimientos y estas secuencias en forma

rigida.En rocas suaves es practico regular la profundidad de los taladros por

condiciones de soporte& consecuentemente& se pueden alcanzar mayor

número de ciclos por turno de trabajo.

n nuevo concepto en la e!cavaci"n de túneles& por el cual se deben controlar

al má!imo las deformaciones& plantea condiciones para $ue en el ciclo de

trabajo se considere la actividad del sostenimiento como parte integrante de

primer orden.

nmediatamente despu's del desatado de escombros en el tec#o y #astiales

del túnel& tiene lugar el sostenimiento por medio de un empernado

sistematizado y la aplicaci"n de una capa de concreto lanzado.

MEJORAMIENTO DEL CICLO DE EXCAVACION:

Algunos de los factores $ue contribuyen al mejoramiento del ciclo de

e!cavaci"n son descritos a continuaci"n5

(. Au&en%o de la e/i'ien'ia del e2uipo! esto se consigue con un rígidosistema de mantenimiento& planificado detalladamente para la buena

performance de los e$uipos.*. Op%i&i4a'i-n del %a&a5o del e2uipo! antiguamente entre los

contratistas e!istía la tendencia al uso de los e$uipos $ue se tenían

disponibles aun$ue no fueran los "ptimos para el desarrollo de los

trabajos. Actualmente& por las necesidades contractuales& al e!istir una

serie de e$uipos en el mercado se recomienda escoger los más

apropiados en tama%o y rendimiento; algunas veces se ordena el dise%o

y fabricaci"n de e$uipos para obras específicas.,. ,e6ora&ien%o de las %)'ni'as de voladura! la interrelaci"n entre

perforaci"n y voladura debe ser de manera $ue a una correcta

perforaci"n siga una cuidadosa carga de e!plosivos y secuencias en el

disparo. )e estima $ue el empleo de diagramas de corte con taladros en





paralelo le a#orran de un (9 a *< del tiempo de perforaciones relaci"n

con el empleo de diagramas de corte en cu%a.-. 7ersonal experi&en%ado! con efectivos y continuos programas de

adiestramiento de las cuadrillas y supervisores& se consigue tener en el

mercado de trabajo mano de obra abundante y calificada.9. In'en%ivos! el factor $ue más contribuye en mejorar la velocidad de

avance en los túneles es el pago de incentivos $ue debe

complementarse con la organizaci"n de un sistema de informaci"n de

los avances en el frente& de manera $ue se origine la competencia entre

las diferentes cuadrillas.

TUNELES Y MOVIMIENTO DE MATERIALES Página 3!




CONCLUSIONES

(. El uso de los e!plosivos en e!cavaciones de túneles es muy importante

depende al m'todo a usar.*. a velocidad de e!cavaci"n con 32IB4 es * a , veces más rápido $ue con

la 38erforaci"n y 7oladura4& es decir& la apertura de túneles de gran longitud

se ejecuta en menor tiempo; lo cual posibilita la recuperaci"n de la inversi"n

en menor tiempo y permite tener mayor rentabilidad del proyecto de

e!cavaci"n.,. El uso de los e!plosivos vemos $ue es muy importante ya $ue sin ellos no

se podrían realizar las voladuras.-. E!isten muc#os m'todos de avance y cada uno de ellos son importantes

para los diferentes tipos del macizo rocoso.





BIBLIORAFIA

(. FE1+ 1+IE) .E!cavaci"n y )ostenimiento de 2úneles en 1oca5

8racticas de Construcci"n.C+FC2EC.??6=-.*. Curso de Capacitaci"n5 )ostenimiento en E!cavaciones Bineras.,. #ttp5KKK.fierasdelaingenieria.commetodos6de6e!cavacion6de6tuneles6

mediante6perforacion6y6voladura-. #ttp5procedimientosconstruccion.blogs.upv.escategorye!cavaciones6

y6voladurasmetodos6y6e$uipos6de6e!cavacion6en6tuneles


http://www.fierasdelaingenieria.com/metodos-de-excavacion-de-tuneles-mediante-perforacion-y-voladura/


http://procedimientosconstruccion.blogs.upv.es/category/excavaciones-y-voladuras/metodos-y-equipos-de-excavacion-en-tuneles/









ANEXO

S





Ciclo de e!cavaci"n de túneles

)e observa la inestabilidad de la roca& altos niveles de tensi"n y caídas de roca.





Accesorios de voladura

Ciclo de perforaci"n

expocision de tuneles

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