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CONTROL DE CONSTRUCCIÓN DE TÚNELES
A Coruña, 9 de marzo de 2004
Eduardo Estébanez Sánchez TunelSoft
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CONTROL DEL COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL ANÁLISIS DE RESPUESTA DE LA EXCAVACIÓN SOSTENIDA FRENTE A LAS SOLICITACIÓNES DEL TERRENO. CONTROL DE LA SECCIÓN EXCAVACIÓN SECCIÓN REAL NUNCA COINCIDE CON PROYECTADA
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CONTROL DE DEFORMACIONES: MEDIDA E INTERPRETACIÓN DE CONVERGENCIAS
OBJETIVOS:
•GARANTIZAR LA ESTABILIDAD •OPTIMIZAR SOSTENIMIENTO •AJUSTE DEL MODELO
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CONVERGENCIAS C6 (1+410)
00.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0080.0090.01
0.0110.0120.0130.0140.0150.0160.0170.0180.0190.02
0.0210.0220.0230.0240.0250.0260.0270.0280.0290.03
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85
distancia al frente (m)
conv
erge
ncia
(m)
C6
CONVERGENCIAS MEDIDAS
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pmax
peq
cs=pmax/peq
CURVAS CARACTERISTICAS
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
0.00
00
0.00
10
0.00
20
0.00
30
0.00
40
0.00
50
0.00
60
0.00
70
ui
pi
z γ E , ν
c , Φ
SOSTENIMIENTO
up ueq umax
CURVAS CARATERISTICAS => ueq, umax, CS
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CURVA DE CONVERGENCIAS
0.0000.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0080.0090.0100.0110.0120.0130.0140.0150.0160.0170.0180.0190.0200.0210.0220.0230.0240.0250.0260.0270.0280.0290.030
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115
distancia al frente (m)
conv
erge
ncia
(m)
ueq
umax
+−=
2
1)(xmR
mRUxC eq
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METODO CONVERGENCIA-CONFINAMIENTO:
•BUENA MODELIZACIÓN DEL COMPORTAMIENTO CONJUNTO TERRENO-SOSTENIMIENTO •LIMITACIONES:
–MEDIO HOMOGENEO E ISOTROPO –CAMPO TENSIONAL UNIFORME –EXCAVACION CIRCULAR
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CURVAS CARÁCTERISTICAS POR METODOS NUMERICOS
•CADA CALCULO UN PUNTO (ui, pi)
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σi
σo
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ui
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C C ANALITICA / C C NUMERICA
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.900.
0000
0.01
00
0.02
00
0.03
00
0.04
00
0.05
00
0.06
00
0.07
00
0.08
00
0.09
00
0.10
00
0.11
00
0.12
00
0.13
00
0.14
00
0.15
00
0.16
00
0.17
00
0.18
00
0.19
00
0.20
00
ui (m)
pi (M
Pa)
ANALITICANUMERICA
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σv
σh
K= 0,7
σi
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TUNEL 1: ESQ(V) , 25 m
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
0.09 0.
1
ui (m)
pi (M
Pa)
CURVA CARACTERISTICA TERRENO (ESQ (V))
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σv
σh
K= 0,7
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TUNEL 1: S3
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
0.09 0.
1
ui (m)
pi (M
Pa)
CURVA CARACTERISTICA SOSTENEMIENTO
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TUNEL 1: ESQ(V)-S3
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
0.09 0.1
ui (m)
pi (M
Pa)
avance = 1,2 m => λd = O,4 => (1- λd)po = 0,24 => ud = 0,01 m
ueq = 0,017
Peq = 0,15
Pmax = 0,27
Cs = 1,8
ud = 0,01
u max = 0,026
MODELO DE CURVAS CARACTERISTICAS
TERRENO S3
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CONVERGENCIAS T1 (1+410-1+470)
0.0000.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0080.0090.0100.0110.0120.0130.0140.0150.0160.0170.0180.0190.0200.0210.0220.0230.0240.0250.0260.0270.0280.0290.030
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115
distancia al frente (m)
conv
erge
ncia
(m)
analiticaC7C5C6C4
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SECCION REAL NUNCA COINCIDE CON LA TEORICA:
•ZONAS DENTRO DE SECCION: REPERFILADO •SOBREEXCAVACIÓN:
MEDICIONES REALES> PROYECTO
–EXCAVACIÓN –GUNITA –HORMIGÓN REVESTIMIENTO
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CARRO GALIBO: •SOLO DETECTA ZONAS DENTRO DE SECCION “A POSTERIORI” PERFILES:
•DETECTA ZONAS DENTRO DE SECCION (SEPARACION 1 m.) •PROPORCIONA MEDICIONES REALES •SECCIONES EN TIEMPO REAL PERMITEN MEDIDAS CORRECTORAS
•PRECISION EN LA PERFORACION DEL RECORTE •SEPARACION TIROS RECORTE •CARGA TIROS RECORTE •LONTIGUD DE PASE
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MEDICIONES SEGÚN PERFILES
EXCAVACIÓN GUNITA HORMIGÓN
espesor
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PRECISION/FIABILIDAD DE MEDICIONES CON PERFILES.
CASO REAL •690 m. DE TUNEL EN CALIZAS •REGISTRO DE m3 DE HORMIGON Y GUNITA EMPLEADOS. •PERFILES CADA 2 m. •ESPESORES DE GUNITA EN CLAVE Y HASTIALES CADA 5 m.
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HORMIGÓN REVESTIMIENTO
9,887 9,840
5,229
0
2,000
4,000
6,000
8,000
10,000
12,000
1
m3
PERFILES REAL TEORICO
(0.48 %) (88 %)
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R excavacion Sección (m2) R abono Sección (m2) incr. R R equivalente Sección (m2) incr. RA 6.17 59.80 6.24 61.16 0.07 6.52 66.85 0.35B 6.22 60.77 6.31 62.54 0.09 6.58 68.08 0.36C 6.27 61.75 6.39 64.14 0.12 6.71 70.75 0.44
VALORES TEORICO VALORES ABONO VALORES REALES
RADIO ABONO / RADIO REAL EQUIVALENTE
A: RMR>65
B: 50>RMR>65
C: 35>RMR>50
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Mt (m3) Mp (m3) Mp / Mt Vr (m3) Vr / MtA 263 283 1.08 421 1.60B 333 362 1.09 549 1.65C 294 326 1.11 563 1.91D 570 595 1.04 1066 1.87
PERFILES REALTEORICA
MEDICIÓN GUNITA
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Sección tipo B
Irregularidad19%
Incr. Perimetro
5%
Rechazo15%
Med. Teorica61%
Sección tipo C
Med. Teorica52%
Irregularidad27%
Incr. Perimetro6%
Rechazo15%
Sección tipo D
Med. Teorica54%
Irregularidad29%
Incr. Perimetro
2% Rechazo15%
Sección tipo A
Med. Teorica62%
Irregularidad18%
Rechazo15%
Incr. Perimetro5%
DISTRIBUCIÓN GUNITA
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Una observación que es hecha comúnmente por constructores con años de experiencia en el uso de
hormigón proyectado en obras subterráneas, es que casi siempre funciona mejor de lo previsto. Hay
muchos ejemplos en los que el hormigón proyectado ha sido utilizado como ultimo recurso en un esfuerzo por estabilizar la roca descomprimida en el entorno
del túnel y, para sorpresa de casi todos, ha trabajado.(Hoek.1995)
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Scaner y Rasterización de Túneles
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Modelización y tratamiento de la información de campo
Características Principales • 15.000 referencias/m. • malla promedio 5 cm. • precisión ± 3 mm. • tiempo de estación aprox. 8 min.
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Secciones del modelo digital
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Gálibo Virtual
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Áreas de invasión • Detección automática de áreas de invasión • Obtención de mediciones de zonas afectadas • Acotación de la invasión
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Estado de Mediciones