3) clasificación de los macizos rocosos

1Universidad Nacional del Centro del PerUniversidad Nacional del Centro del PerFacultad de IngenierFacultad de Ingeniera de Minasa de Minas

CLASIFICACICLASIFICACIN DE LOSN DE LOSMACIZOS ROCOSOSMACIZOS ROCOSOS

Curso: GEOMECCurso: GEOMECNICANICA

Huancayo Huancayo PerPer20072007

21.1.-- INTRODUCCIINTRODUCCINN

Para las etapas de diseo de factibilidad y preliminar de un proyecto, cuando se cuenta con muy poca informacin detallada acerca del macizo rocoso y sus tensiones y caractersticas hidrolgicas, la utilizacin de un sistema de clasificacin de macizos puede ser de gran ayuda. En la forma ms simple, esto puede significar la utilizacin del sistema de clasificacin a manera de lista de control para garantizar que toda la informacin relevante haya sido considerada.

Al otro extremo del espectro, se pueden utilizar uno o ms sistemas de clasificacin en la construccin de una imagen de la composicin y caractersticas del macizo rocoso para proporcionar estimados iniciales de los requerimientos de sostenimiento y para proporcionar estimados de las propiedades de resistencia y

1.1.1.--- INTRODUCCIINTRODUCCIINTRODUCCINNNC

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3deformacin del macizo rocoso.

Es importante comprender que la utilizacin de un sistema de clasificacin de los macizos rocosos no reemplaza (y no puede reemplazar) a algunos de los procedimientos de diseo ms elaborados. Sin embargo, para utilizar estos procedimientos de diseo se requiere tener acceso a informacin relativamente detallada acerca de los esfuerzos in-situ, las propiedades del macizo rocoso y la secuencia de excavacin que se pretende seguir, ninguno de los cuales podra estar disponible en una etapa temprana del proyecto. A medida que esta informacin se va haciendo disponible, el uso de los sistemas de clasificacin del macizo rocoso deben ir siendo actualizados junto con anlisis especficos al sitio.

1.1.1.--- INTRODUCCIINTRODUCCIINTRODUCCINNNC

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42.2.-- CLASIFICACICLASIFICACIN INGENIERIL DE LOS MACIZOSN INGENIERIL DE LOS MACIZOSROCOSOSROCOSOS

Los sistemas de clasificacin de los macizos rocosos han venido desarrollndose desde hace ms de 100 aos desde que Ritter (1879) hizo intentos para formalizar un enfoque emprico del diseo de tneles, en particular para determinar los requerimientos de sostenimiento. Aunque los sistemas de clasificacin son apropiados para su aplicacin original, especialmente si se utilizan dentro de los lmites de los estudios de casos prcticos a partir de los cuales fueron desarrollados, se debe tener bastante cuidado en la aplicacin de las clasificaciones de los macizos rocosos a otros problemas de ingeniera de rocas.

La mayora de sistemas de clasificacin de varios parmetros; Wickman et al (1972), Bieniawski (1973,

2.2.2.--- CLASIFICACICLASIFICACICLASIFICACIN INGENIERIL DE N INGENIERIL DE N INGENIERIL DE LOS MACIZOS ROCOSOSLOS MACIZOS ROCOSOSLOS MACIZOS ROCOSOS

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51989) y Barton et al (1974) fueron desarrollados a partir de estudios de casos prcticos de ingeniera civil en los que se incluyeron los componentes de carcter geolgico-ingenieril del macizo rocoso. Sin embargo, en la minera subterrnea en roca dura, especialmente en niveles profundos, la meteorizacin del macizo rocoso y la influencia del agua por lo general, no son de gran importancia y pueden ser ignoradas. Los diferentes sistemas de clasificacin ponen distinto nfasis en los diversos parmetros, y se recomienda que se utilicen por lo menos dos mtodos de cualquier lugar durante las primeras etapas de un proyecto.

2.1.2.1.-- ClasificaciClasificacin de los Macizos Rocosos de n de los Macizos Rocosos de TerzaghiTerzaghi

La mas antigua referencia al uso de la clasificacin de los macizos rocosos para el diseo del sostenimiento de

2.2.2.--- CLASIFICACICLASIFICACICLASIFICACIN INGENIERIL DE N INGENIERIL DE N INGENIERIL DE LOS MACIZOS ROCOSOSLOS MACIZOS ROCOSOSLOS MACIZOS ROCOSOS

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6tneles se encuentra en un documento elaborado por Terzaghi (1946) en el que las cargas de la roca, soportadas por cerchas de acero, son estimadas en base a una clasificacin descriptiva. Aunque no sera de utilidad incluir detalles de la clasificacin de Terzaghi en esta exposicin acerca del diseo de sostenimiento, es interesante examinar las descripciones del macizo rocoso incluidas en su texto original, ya que el autor dirige la atencin a aquellas caractersticas que dominan el comportamiento del macizo rocoso, particularmente en situaciones en las que la gravedad constituye la fuerza motora dominante. Las definiciones claras y concisas y los comentarios prcticos incluidos en estas descripciones son buenos ejemplos del tipo de informacin geolgico-ingenieril que son de mayor utilidad en el diseo ingenieril.

2.1.2.1.2.1.--- ClasificaciClasificaciClasificacin de los Macizos Rocosos de n de los Macizos Rocosos de n de los Macizos Rocosos de TerzaghiTerzaghiTerzaghi

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7Las descripciones de Terzaghi (citadas directamente de su texto) son:

La roca intacta no contiene ni juntas ni grietas. Por lo tanto, cuando se rompe, lo hace a travs de la roca sana. Debido a los daos a la roca a causa de la voladura, pueden caer del techo lajas o fragmentos de roca varias horas o varios das despus de la voladura. A esto se le conoce como una condicin de liberacin o relajamiento. La roca dura intacta tambin puede encontrarse en una condicin de reventazn la que implica el desprendimiento espontneo y violento de lminas de roca de las paredes o del techo.

La roca estratificada est constituida por estratos individuales con poca o ninguna resistencia a la separacin a lo largo del plano limtrofe entre estratos. C

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8Los estratos pueden haberse debilitado o no debido a juntas transversales. En este tipo de roca, la condicin de desprendimiento es ms o menos comn.

La roca medianamente fisurada contiene juntas y grietas capilares, por los bloques entre las juntas estn soldados o se encuentran tan estrechamente entrelazados que las paredes verticales no requieren de refuerzo lateral. En rocas de este tipo, se pueden encontrar tanto condiciones de relajamiento como condiciones de reventazn.

La roca agrietada en bloques est compuesta por fragmentos de roca qumicamente intacta o casi intacta, los cuales se encuentran totalmente separados uno del otro e imperfectamente entrelazados. En este tipo de roca, las paredes verticales pueden requerir de esfuerzo lateral.

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9 La roca triturada pero qumicamente inalterada tiene la apariencia de un producto chancado sin cribar. Si la mayora o todos los fragmentos son del tamao de arena fina y no ha ocurrido recementacin la roca triturada que se encuentra por debajo del nivel de la napa fretica presenta las propiedades de una arena saturada.

La roca extrusiva avanza lentamente por el tnel sin incremento perceptible del volumen. Un prerrequisito para esto es un porcentaje elevado de partculas microscpicas y sub-microscpicas de minerales micceos o minerales arcillosos de poca capacidad de esponjamiento.

La roca expansiva avanza bsicamente en el tnel a causa de su expansin. La capacidad de esponjamiento parece limitarse a las rocas que contienen minerales

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arcillosos como la montmorillonita, con una alta capacidad de expansin.

2.2.2.2.-- Clasificaciones que implican el tiempo de AutoClasificaciones que implican el tiempo de Auto--SoporteSoporte

Lauffer (1958) propuso que el tiempo de auto-soporte para una abertura sin sostenimiento est relacionado a la calidad del macizo rocoso en el que se excava la abertura. En un tnel, la abertura sin sostenimiento se define como el ancho del tnel o la distancia entre el frente y el sostenimiento ms cercano, si ste es mayor que el ancho del tnel. La clasificacin original de Lauffer ha sido desde entonces modificada por una serie de autores, en particular Pacher et al (1974), y ahora forma parte del enfoque general de excavacin de tneles conocido como el Nuevo Mtodo Austriaco de

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Tneles.

La relevancia del concepto del tiempo de auto-soporte es que un incremento en el ancho del tnel conduce a una reduccin significativa en el tiempo disponible para la instalacin del soporte.

Por ejemplo, un tnel piloto pequeo puede ser construido con xito con un soporte mnimo, mientras que un tnel con un ancho mayor en el mismo macizo rocoso puede no ser estable sin la instalacin inmediata de sostenimiento substancial.

El Nuevo Mtodo Austriaco de Excavacin de Tnelescomprende una serie de tcnicas para una excavacin segura de tneles en condiciones de la roca en que el tiempo de auto-soporte es limitado antes de que ocurra una falla.

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2.2.2.2.2.2.--- Clasificaciones que implican el tiempo de Clasificaciones que implican el tiempo de Clasificaciones que implican el tiempo de AutoAutoAuto---SoporteSoporteSoporte

12

Entre estas tcnicas est el uso de galeras de avance ms pequeas y el banqueo o el empleo de socavones mltiples para formar un anillo reforzado dentro del cual pueda excavarse la masa del tnel. Estas tcnicas son aplicables en rocas blandas tales como lutitas, filitas y lodolitas en las que es probable que ocurran problemas de extrusin y esponjamiento descritos por Terzaghi. Las tcnicas tambin pueden aplicarse cuando se excava tneles en roca excesivamente fracturada, aunque se debe tener mucho cuidado en tratar de aplicar estas tcnicas a excavaciones en rocas duras en las que ocurren diferentes mecanismos de fallas.

Para el diseo de sostenimiento de excavaciones en roca dura, es prudente asumir que la estabilidad del macizo rocoso que circunda a la excavacin no es dependiente del tiempo. En consecuencia, si en una

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cua estructuralmente definida es expuesta en el techo de una excavacin, este caer en cuanto se retire la roca que lo sostiene. Esto puede ocurrir en el momento de la voladura o durante la subsiguiente operacin de desquinche. Si es necesario mantener dicha cua en el lugar, o incrementar el margen de seguridad, es esencial que el soporte sea instalado lo ms pronto posible, de preferencia antes de remover la roca que sostiene la cua completa. Por otro lado, en una roca sometida a gran esfuerzo, la falla ser inducida generalmente por cierto cambio en el campo de esfuerzos que rodea a la excavacin. La falla puede ocurrir en forma gradual y manifestarse como un lajeo o puede ocurrir repentinamente en forma de un estallido de la roca por presin. En cualquiera de los casos, el diseo del sostenimiento debe tener en cuenta el

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Cuas formadas por la interseccin de tres familias de discontinuidades o simplemente tres discontinuidades.

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Cuando se presenta una cua larga, en lo posible la excavacin debe avanzar cruzando la cua.Los principios de direccin de avance mencionados son tambin aplicables al caso de labores en zonas de pliegue.

16

cambio en el campo de esfuerzos en lugar del tiempo de auto-soporte de la excavacin.

2.3.2.3.-- ndice de Calidad de Roca (RQD)ndice de Calidad de Roca (RQD)

El ndice de la Calidad de la Roca RQD (Rock QualityDesignation) fue desarrollado por Deere (Deere et al 1967) para proporcionar un estimado cuantitativo de la calidad del macizo rocoso a partir de los registros de testigos de perforacin. El RQD es definido como el porcentaje de trozos de testigo intactos de longitud superior a 100 mm (4 pulgadas) de la longitud total del testigo. El testigo debe ser de un dimetro mnimo NK (54,7 mm o 2,15 pulgadas) y debe ser perforado con un sacatestigos de doble tubo. Los procedimientos correctos para medir la longitud de los trozos de testigo y el clculo del RQD se encuentran resumidos en las figuras siguientes:

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L = 38 cm

L = 17 cm

L = 43 cm

L = 20 cm

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RQD (%) = 38 + 17 + 20 + 43 x 100% 200

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En la figura se tiene un sondeo de 150 cm.

Longitud de testigorecuperado

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10 cm

5 cm

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25 cm +

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10 cm

15 cm

15 cm

25 cm +

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% Recupereacin = 128150 x 100 = 85,33%

RQD = 87150 x 100 = 58%

Calidad de la roca = Regular

2.3.2.3.2.3.--- ndice de Calidad de Roca (RQD)ndice de Calidad de Roca (RQD)ndice de Calidad de Roca (RQD)

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Palmstrom (1982) sugiri que, cuando no hay testigo disponible pero hay seales visibles de discontinuidades en exposiciones superficiales o galeras de exploracin, el RQD puede ser estimado a partir del nmero de discontinuidades por unidad de volumen. La relacin sugerida para los macizos rocosos sin arcilla es:

RQD = 115 3,3 Jv

Donde Jv es la suma del nmero de juntas por unidad de longitud para todas las familias (discontinuidades) conocidas como el conteo volumtrico de juntas.

El RQD es un parmetro dependiente de la direccin y su valor puede cambiar significativamente, dependiendo de la orientacin del sondeo. El empleo del conteo volumtrico de juntas puede ser de gran utilidad para

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reducir esa dependencia de la direccin.

El RQD est diseado para representar la calidad del macizo rocoso in situ. Cuando se utilicen testigos de perforacin diamantina se deber tener cuidado en asegurar que las fracturas, que han sido causadas por el proceso de manejo de perforacin, sean identificadas e ignoradas al determinar el valor del RQD. Cuando se utilice la relacin de Palmstrom para el mapeo de exposiciones, las fracturas inducidas por la voladura no deben ser incluidas al estimar el Jv.

Priet y Judson tambin determinaron el RQD a partir de:

-0,1RQD = 100e (0,17 + 1)

Donde:

21Ca

p

C

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p

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8

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o


= Cantidad de estructuras o discontinuidades pormetro lineal

e = 2.718

El RQD de Deere ha sido ampliamente utilizado, particularmente en Norteamrica, durante los ltimos 25 aos. Cording y Deere (1972), Merrit (1972) y Deere y Deere (1988) han intentado relacionar el RQD a los factores de carga de roca de Terzaghi y a los requerimientos de pernos de roca en tneles. En el contexto de esta exposicin, el uso ms importante del RQD es como componente de las clasificaciones del macizo rocoso RMR y Q.

2.4.2.4.-- ndice RSR (Rock ndice RSR (Rock StructureStructure RatingRating))Wickman et al (1972) efectu la descripcin de un

22Ca

p

C

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8

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o

s 2.4.2.4.2.4.--- ndice RSR (Rock ndice RSR (Rock ndice RSR (Rock StructureStructureStructure RatingRatingRating)))

mtodo cuantitativo para describir la calidad de un macizo rocoso y para seleccionar el sostenimientoapropiado en base a su clasificacin segn la capacidad de la estructura de la roca (RSR). La mayora de estudios de casos prcticos utilizados en el desarrollo de este sistema, fueron para tneles relativamente pequeos sostenidos mediante cerchas de acero, aunque histricamente este sistema fue el primero en hacer referencia al sostenimiento con Shotcrete(concreto lanzado). Pese a esta limitacin, vale la pena examinar el sistema de RSR con cierto detalle, ya que l demuestra la lgica involucrada en el desarrollo de un sistema de clasificacin del macizo rocoso semi-cuantitativo.

La importancia del sistema del RSR, es que introdujo el concepto de calificar cada uno de los componentes

23Ca

p

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listados a continuacin para alcanzar un valor numrico del RSR = A + B + C.

1. Parmetro A, Geologa:Apreciacin general de la estructura geolgica en base a:a) Origen del tipo de roca (gnea, metamrfica, sedimentaria).b) Dureza de la roca (dura, media, blanda, descompuesta)c) Estructura geolgica (masiva, ligeramente fallada/plegada, moderadamente fallada/plegada, intensamente fallada/plegada).

2. Parmetro B, Geometra:Efecto del patrn de discontinuidades con respecto a la direccin del avance del tnel en base a:

2.4.2.4.2.4.--- ndice RSR (Rock ndice RSR (Rock ndice RSR (Rock StructureStructureStructure RatingRatingRating)))

24Ca

p

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a) Espaciamiento de las juntas.b) Orientacin de las juntas (rumbo y buzamiento)c) Direccin del avance del tnel.

3. Parmetro C:Efecto del afluente de agua subterrnea y la condicin de las juntas en base a:a) Calidad general del macizo rocoso en base a la combinacin de A y B.b) Condicin de las juntas (buena, regular, mala).c) Cantidad del afluente de agua (en galones por minuto por 1000 pies de tnel).

La clasificacin del RSR utilizaba unidades imperiales. En las Tablas 1, 2 y 3 se reproducen tres tablas del documento preparado por Wickman et al en 1972. Estas tablas pueden ser utilizadas para evaluar la calificacin


25Ca

p

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s

de cada uno de estos parmetros para llegar al valor del RSR (mximo RSR = 100).

Por ejemplo, una roca metamrfica dura, que se encuentra ligeramente plegada o fallada tiene una valoracin de A=22 (de la Tabla 1). El macizo rocoso moderadamente fisurado, con juntas de rumbo perpendicular al eje del tnel que est siendo excavado de este a oeste, y buzamiento entre 20 y 50. La Tabla 2 presenta la calificacin para B=24 para excavacin hacia el buzamiento (definida en el grfico del margen).

El valor de A+B=46, lo que significa que, para juntas de condicin regular (ligeramente meteorizada y alterada) y una afluencia moderada de agua de entre 200 y 1000 galones por minuto, la Tabla 3 da la clasificacin para


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p

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C=16. en consecuencia, el valor final del RSR=A+B+C=62.

AVANCE SEGUN EL BUZAMIENTO

AVANCE CONTRA EL BUZAMIENTO

27Ca

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o


Tabla 1Clasificacin del RSR

Parmetro AGEOLOGA GENERAL DE REA

6101519Tipo 4

7121824Tipo 3

8132027Tipo 2

9152230Tipo 1

4432Sedimentaria

4321MetamrficaIntensamentePlegada oFallada

ModeradamentePlegada oFallada

LigeramentePlegada oFallada

Masiva

4321gnea

DescompuestaBlandaMediaDuraESTRUCTURA GEOLGICA

TIPO BSICO DE ROCA

28Ca

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o


GRADO DE FRACTURAMIENTO DE LA MASA ROCOSA

Masiva o levemente fracturada2 a 6 fracturas/m

Moderadamente fracturada6 a 12 fracturas/m

29Ca

p

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GRADO DE FRACTURAMIENTO DE LA MASA ROCOSA

Muy fracturada12 a 20 fracturas/m

Intensamente fracturada>20 fracturas/m

30Ca

p

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s 2.4.2.4.2.4.--- ndice RSR (Rock ndice RSR (Rock ndice RSR (Rock StructureStructureStructure RatingRatingRating)))Tabla 2

Clasificacin del RSRParmetro B - Geometra

PATRN DE JUNTAS, DIRECCIN DE EXCAVACIN

34384040374543406. Masivo, >4ft

28243635334038365. 2-4 ft

24283028253632304. 1-2 ft

19232322192824233. 6-12 in

11141417151916132. 2-6 in

7991210131191.

31Ca

p

C

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s 2.4.2.4.2.4.--- ndice RSR (Rock ndice RSR (Rock ndice RSR (Rock StructureStructureStructure RatingRatingRating)))Tabla 3

Valoracin de la Estructura de la RocaParmetro C

AGUA SUBTERRNEA, CONDICIN

*Buzamiento: echado: 0-20; inclinado: 20-50; y vertical: 50-90**Condicin de las juntas: buena=compactas o cementadas:regular=ligeramente meteorizadas o alteradas; mala=intensamente meteorizada, alterada o abierta.

1014186810Alta, >1000 gpm

12162172215Moderada, 200-1000 gpm

14192391519Ligera,

32Ca

p

C

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Figura 4. Estimados del RSR para un tnel circular de24 pies (7,3 cm) de dimetro


1 2 3 4 5 6 7 8010

20

30

40

50

60

70

Lmite prctciopara Cerchasy espacio entrepernos

Perno de Roca de 1 pulg

de dimetroConcreto

Espaciamiento entre Cerchas -PiesEspacio entre pernos de roca - PiesEspesor del concreto lanzado - Pulgadas

8 WF 48

8 WF 31

6 WF 20

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33Ca

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En la Figura 4, se puede observar que los pernos de roca y el concreto lanzado por lo general son utilizados juntos (Segn Wickman et al 1972).

En la Figura 4, se muestra un conjunto tpico de curvas de prediccin para un tnel de 24 pies de dimetro, el que muestra que, para el valor RSR de 62 deducido anteriormente, el sostenimiento anticipado sera de 2 pulgadas de shotcrete y pernos de roca de 1 pulgada de dimetro espaciadas en centros de 5 pies. Tal como se indica en la figura, las cerchas de acero estaran espaciadas ms de 7 pies y no seran consideradas una solucin prctica para el sostenimiento de este tnel.

Para el tnel del mismo tamao en un macizo rocoso con RSR=30, el sostenimiento podra ser provisto por cerchas de acero de 8 WF espaciados 3 pies, o


34Ca

p

C

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mediante 5 pulgadas de shotcrete y pernos de anclaje de 1 pulgada de dimetro espaciados en centros de 2,5 pies. En este caso, es probable que la solucin con cerchas de acero sea ms econmica y ms efectiva que la utilizacin de pernos de roca y shotcrete.

Aunque el sistema de clasificacin del RSR no es muy utilizado hoy en da, el trabajo de Wickman et al desempe un papel importante en el desarrollo de los sistemas de clasificacin expuestos en las secciones restantes.

3. CLASIFICACI3. CLASIFICACIN GEOMN GEOMCNICACNICABieniawski (1976) public los detalles de una clasificacin del macizo rocoso denominada la Clasificacin Geomecnica o el ndice RMR (Rock MassRating). A travs de los aos, este sistema ha sido


35Ca

p

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refinado con xito a medida que se han examinado ms registros de casos, y el lector debe estar consciente de que Bieniawski ha efectuado cambios significativos en las valoraciones asignadas a los diferentes parmetros. La exposicin que se presenta a continuacin se basa en la versin de la clasificacin de 1989 (Bieniawski, 1989). Los seis parmetros siguientes son utilizados para clasificar un macizo rocoso empleando el sistema RMR:

1. Resistencia a la compresin simple del material rocoso.2. ndice de la Calidad de la Roca (RQD).3. Espaciamiento de las discontinuidades.4. Estado de las discontinuidades.5. Estado del agua subterrnea.6. Orientacin de las discontinuidades.

3.3.3.--- CLASIFICACICLASIFICACICLASIFICACIN GEOMN GEOMN GEOMCNICACNICACNICA

36Ca

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Para la aplicacin de este sistema de clasificacin, el macizo rocoso se divide en una serie de regiones estructurales y cada regin es clasificada por separado. Los lmites de las regiones estructurales generalmente coinciden con un rasgo estructural principal como por ejemplo una falla o con un cambio en el tipo litolgico de roca. En algunos casos, cambios significativos en el espaciamiento o caractersticas de las discontinuidades, dentro del mismo tipo de roca, pueden implicar la divisin del macizo rocoso en una serie de regiones estructurales pequeas.

El sistema RMR se presenta en la Tabla 4, mostrando las puntuaciones para cada uno de los seis parmetros listados anteriormente. Estas puntuaciones son sumadas para dar un valor RMR. El siguiente ejemplo ilustra el uso de estas tablas para llegar a un valor RMR.


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Ejemplo:Se va a construir un tnel a travs de granito ligeramente meteorizado con una familia de juntas de un buzamiento de 60 contra la direccin de excavacin. Los ensayos de referencia y el logueo de los testigos de perforacin diamantina arrojan valores del ndice de resistencia bajo carga puntual de 8 Mpa y valores del RQD promedio del 70%. Las juntas ligeramente rugosas y ligeramente meteorizadas con una separacin de

38Ca

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Tabla 4: Sistema de RMR (Segn Bieniawski 1989).


58101520Puntuacin

2 m

Espaciadoentrediscontinuidades

3

38131720Puntuacin

10 MPa

ndice deresistenciabajo cargapuntual

1

RANGO DE VALORESPARMETRO

A. PARMETROS DE CLASIFICACIN Y SUS VARIACIONES

39Ca

p

C

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Contina Tabla 4: Sistema de RMR de Bieniawski


0471015Puntuacin

FluyendoGoteandoMojadoHmedoCompletamente

secoCondicionesgenerales

>0,50,2-0,50,1-0,212525-12510-255mm deespesoroSeparacin >5mmContinuas

Superficies pulidaso relleno de falla 5mm

0

Rellenoblando 5mm

2

Relleno duro 5 mm0

1-5 mm1

0,1-1,0 mm4

20 m

0

10-20 m

1

3-10 m

2

1-3 m

4

42Ca

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s

Contina Tabla 4: Sistema de RMR de Bieniawski

* Algunas condiciones se excluyen mutuamente. Por ejemplo, si hay relleno presente, la rugosidad de la superficie ser opacada por la influencia del relleno de falla. En dichos casos utilice A4 directamente.** Modificado segn Wickman et al (1972)


FAVORABLEDiscontinuidades perpendiculares al eje del tnel con inclinacin a favor del avance

DESFAVORABLE

Dip: 20-45

Discontinuidades perpendiculares al eje del tnel con inclinacin en contra del avance

MUY DESFAVORABLE

Dip: 45-90

Discontinuidades paralelas al eje del tnel con inclinacin fuerte

DESFAVORABLEDiscontinuidades subhorizontales

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Nota 1. Para superficies de discontinuidades ligeramente rugosas y alteradas con una separacin de

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rugosa), 6 (sin relleno) y 5 (ligeramente meteorizada) = 22.

Nota 2. La Tabla 4.F presenta una descripcin de Regular para las condiciones asumidas en que el tnel es excavado contra el buzamiento de una familia de juntas con un buzamiento de 60. Utilizando esta descripcin para Tneles y Minas en la Tabla 4.Bpresenta una valoracin de ajuste de -5.

Bieniawski (1989) public una serie de lineamientos para la seleccin del sostenimiento de tneles en roca para los que se ha determinado el valor del RMR. Estos lineamientos se encuentran reproducidos en la Tabla 5. Observe que estos lineamientos han sido publicados para un tnel en forma de herradura de un vano de 10m,


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Secciones tpicas en excavaciones de tneles


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Pernos de anclaje


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Pernos de anclaje


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Pernos de anclaje


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Cimbras metlicasCimbra totalmente topada con bolsacreto


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Cimbras metlicasRevestimiento de cimbras con concreto lanzado


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Cuadros de maderaProteccin con cuadros de madera en bocamina


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Tabla 5: Lineamientos para la excavacin y sostenimiento de tneles en roca de vano de 10 m, de conformidad con el sistema RMR (Segn

Bieniawski 1989)


Cerchas medias a pesadas espaciadas 0,75 m con revestimiento de acero y estacas de avance, de ser necesario.

150-200 mm en el techo, 150 mm en las paredes y 50 mm en el frente.

Pernos sistemticos 5-6 m de long., espaciado de 1 a 1,5 m en el techo y las paredes con malla metlica.

Galeras mltiples de avance superior de 0,5 a 1,5 m. Instalara sostenimiento junto con la excavacin. Aplicacin de shotcretelo ms pronto posible despus de la voladura.

V. Roca muy pobreRMR:

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construido utilizando los mtodos de perforacin y voladura, en un macizo rocoso sometido aun esfuerzo vertical

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y 30 mm de shotcrete para las paredes.

El valor del RMR de 59 indica que el macizo rocoso se encuentra en el lmite entre las categoras de Roca regular y Roca buena. En las etapas iniciales de diseo y construccin, es aconsejable utilizar el sostenimiento sugerido para roca regular. Si la construccin est progresando bien sin ningn problema de estabilidad, y el sostenimiento est funcionando muy bien, sera posible reducir en forma gradual los requerimientos de sostenimiento a aquellos indicados para un macizo rocoso bueno. Adems, si se requiere que la excavacin sea estable por un corto perodo de tiempo, es aconsejable probar el soporte menos costosos y extenso recomendado para roca buena. Sin embargo, si se espera que el macizo rocoso que circunda la excavacin experimente grandes cambios


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En los esfuerzos inducidos por el minado, se deberinstalar un soporte ms sustancial apropiado para roca regular. Este ejemplo indica que se requiere de una gran cuota del criterio para aplicar la clasificacin del macizo rocoso en el diseo de sostenimiento.

Cabe resaltar que la Tabla 5 no ha tenido mayor revisin desde el ao 1973. En muchas aplicaciones de ingeniera minera y civil, se puede considerar el uso de shotcrete reforzado con fibras de acero en lugar de malla de alambre y shotcrete.

4. MODIFICACIONES AL RMR PARA LA MINER4. MODIFICACIONES AL RMR PARA LA MINERAAEl sistema RMR de Bieniawski se bas originalmente en estudios de casos prcticos de la ingeniera civil. En consecuencia la industria minera tenda a conseguir


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esta clasificacin algo conservadora, por lo que se han propuesto varias modificaciones con el fin de hacer que la clasificacin sea ms apropiada para aplicaciones en la minera. Un amplio resumen de estas modificaciones fue recopilado por Bieniawski (1989).

4.4.4.--- Modificaciones al RMR para la minerModificaciones al RMR para la minerModificaciones al RMR para la mineraaa

3) clasificación de los macizos rocosos

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