descripción de macizos rocosos para proyecto de túnel

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DESCRIPCIN DE LOS MACIZOS ROCOSOS PRESENTES EN LA ZONA DEL PROYECTO

Cristian Alexis Pineda

Carolina Ros Usma

Daniel Varela

Profesor Francisco Nanclares

Tneles 3008151

Universidad Nacional de Colombia

Sede Medelln

Marzo de 2015

2

TABLA DE CONTENIDO

Propuesta de localizacin del tnel ........................................................... 3

Perfiles topogrficos a lo largo del tnel ................................................. 4

Descripcin de los macizos rocosos identificados .............................. 4

Resistencia de las discontinuidades y de los macizos rocosos ..... 6

Clasificacin geotcnica de los macizos rocosos ................................. 9

Propuesta de soporte ....................................................................................... 9

Bibliografa ..........................................................................................................12

LISTA DE TABLAS

Tabla 1 Parmetros de resistencia de los macizos rocosos ........................................................... 7

Tabla 2 Parmetros para determinar la resistencia de las discontinuidades de los macizos

rocosos identificados ......................................................................................................................... 8

Tabla 3 Resistencia al corte de los macizos rocosos. ...................................................................... 8

Tabla 4 Determinacin del ndice de diaclasado Jn ........................................................................ 1

Tabla 5 Determinacin del ndice de rugosidad de las discontinuidades Jr ................................. 2

Tabla 6 Determinacin del factor de reduccin por presencia de agua ........................................ 2

Tabla 7 Determinacin del ndice de alteracin de las discontinuidades ..................................... 3

Tabla 8 Determinacin del Factor de reduccin por tensiones SRF .............................................. 4

Tabla 9 Asignacin de valores a los parmetros requeridos para determinar el ndice de

calidad geotcnica. ............................................................................................................................. 6

Tabla 10 Clasificacin de los macizos segn el mtodo de Barton ................................................ 7

Tabla 11 Clasificacin por Mtodo RMR .......................................................................................... 8

Tabla 12 Tipos de soporte segn la clasificacin de Bienawski. .................................................. 10

Tabla 13 Tipo de soporte a partir de la clasificacin de Barton. ................................................. 12

3

TABLA DE ILUSTRACIONES

Ilustracin 1 Tramo de la Troncal de Occidente - Localizacin del tnel Sector Primavera

Sector Versalles. ................................................................................................................................. 3

Ilustracin 2 Alineamiento horizontal del tnel objeto de estudio. Fuente: Elaboracin propia

en Software AutoCad y en Software VIAS. ....................................................................................... 4

Ilustracin 3 Perfil longitudinal del tnel ........................................................................................ 2

Ilustracin 4 Resistencia de las discontinuidades ............................................................................ 9

Ilustracin 5 Sistema de soporte propuesto a partir de la clasificacin geotcnica por el

mtodo de Barton. ......................................................................................................................... 11

PROPUESTA DE LOCALIZACIN DEL TNEL

Se ha planeado ejecutar el proyecto de tnel en un tramo de la Troncal de Occidente [Ruta Nacional 25] en la regin del suroeste antioqueo, va que conduce al sur del pas desde Medelln.

El punto inicial del tnel es poco ms arriba del sector Primavera en el municipio de Caldas (Antioquia), subiendo por la misma va hacia La Pintada (Ver Ilustracin 1), donde se tomara una desviacin alrededor de la cota 2250 m para ingresar al portal de entrada. Posteriormente, el tnel cruza la montaa que est al lado izquierdo de la carretera, evitando el paso por el Alto de Minas, para finalmente salir en la cota 2100 m a la altura del corregimiento de Versalles, jurisdiccin del municipio de Santa Brbara.

Ilustracin 1 Tramo de la Troncal de Occidente - Localizacin del tnel Sector Primavera

Sector Versalles.

4

TRAZADO DEL TNEL El tnel se ha trazado bajo las especificaciones del INVIAS, disposiciones del captulo 7. Consta de dos carriles bidireccionales y tres curvas circulares de radios 150 m, 300 m y 130 m. El trazado del tnel atraviesa el sistema principal de fallas del sector denominado Falla San Jernimo (perteneciente al sistema de Fallas Romeral) por lo cual al inicio del recorrido, hacia la abscisa K0+320 m el tnel cruza dicha falla de manera perpendicular, hasta alejarse de ella unos 200 metros. Posteriormente se alinea paralelamente al trazado de la va actual.

El tnel tiene una pendiente longitudinal de 2.9% en bajada y una longitud total de 5.132 km, razn por la cual sera el tnel ms largo de Colombia comparado con el tnel Fernando Gmez Martnez con 4.6 km.

El diseo se realiz usando el software VIAS de diseo computarizado de carreteras.

El alineamiento horizontal del tnel se presenta en la Ilustracin 2. En el ANEXO 1 se presentan los elementos del alineamiento horizontal arrojados por el software VIAS.

Ilustracin 2 Alineamiento horizontal del tnel objeto de estudio. Fuente: Elaboracin propia

en Software AutoCad y en Software VIAS

PERFILES TOPOGRFICOS A LO LARGO DEL TNEL

El perfil topogrfico de la zona de inters se prepar en el software AutoCAD con ayuda del software VIAS de diseo computarizado de carreteras, en donde se anex la

2

litologa y estructuras geolgicas de la zona de inters, haciendo uso de la plancha geolgica 166.

Longitudinalmente al trazado del tnel, se han identificado las unidades litolgicas en funcin de la litologa definida para la zona del proyecto en el informe anterior. Se proponen 4 tipos de macizos rocosos, teniendo en cuenta que el presente es un ejercicio netamente acadmico se realizan suposiciones para realizar la caracterizacin de los mismos pero siendo consecuentes con la informacin encontrada en diferentes fuentes.

Es de anotar que en la realidad un proyecto de tnel es de mayor magnitud a la relatada en el presente informe, y la informacin para realizar la caracterizacin de los macizos rocosos debe provenir directamente de un amplio trabajo de campo, ejecutando perforaciones y muestras que permiten obtener parmetros para posteriormente definir una aproximacin del tipo de macizos rocosos a los que se expondr el tnel. Debe tenerse en cuenta tambin que hacer la exploracin en campo no es suficiente para determinar la caracterizacin del macizo rocoso, por lo que el Ingeniero diseador debe estar dotado de capacidad de anlisis para entender el material con el que trabaja, interpretacin de datos con criterio para preveer las condiciones del sitio a las que se va a exponer en la fase de construccin del proyecto.

DESCRIPCIN DE LAS UNIDADES LITOLOGICAS EN LA DIMENSION LONGITUDINAL DEL TNEL

Ilustracin 3 Perfil longitudinal del tnel

Fuente: Elaboracin propia en software AutoCAD utilizando como complemento el software VIAS.

3

- En el portal de entrada hasta aproximadamente el km 0+300 se identifican unidades litolgicas de carcter gneo, ms exactamente gabros, segn la informacin documentada, probablemente sea proveniente de la Formacin Gabros de Hispania (gabros olivnicos de grano medio) localmente foliados por efectos protoclsticos y/o cataclsticos [1]. Se tiene un espesor considerable de materia orgnica, avanzando en profundidad se presenta una matriz de suelo limoso, y a mayor profundidad se halla la roca madre.

- Aproximadamente a partir del km 0+300 se adentra el tnel a una zona crtica pues se empieza a atravesar la falla San Jernimo, falla perteneciente al sistema Romeral. Esta falla pone en contacto las rocas metamrficas continentales paleozoicas del complejo Cajamarca al este, con rocas de afinidad ocenica y edad Cretctica del complejo Quebradagrande al occidente. [1] Gelogos asocian a la Falla de San Jernimo varias expresiones geomorfolgicas evidentes en fotografas areas: cuchillas, drenajes deflectados y rectilneos y quiebres de pendientes, en tanto que la roca in situ reconocida est extremadamente fracturada con muchas grietas y discontinuidades, y se entra en la transicin entre la roca gnea, y el cuerpo metamrfico mencionado del complejo Cajamarca. Resultado de este estado de transicin entre unidades litolgicas son las cuarcitas y cuarcitas biottico feldespticas, a su vez con transiciones a esquistos y nes cuarzo feldesptico.

- En un avance de 100 metros se identifican rocas metamrficas: filitas, esquistos cuarzo-sericticos y esquistos alumnicos, Neises cuarzo feldespticos. Rocas de estructura nesica dbil, textura granoblstica a hipidioplstica en este tramo de tnel se presenta foliacin y esquistosidad inclinada y poca presencia de diaclasas..

- A partir del km 0+400 hasta el km 4+200 se presenta una unidad litolgica dominante, es el intrusivo nesico del Alto de Minas, presenta Granodiorita Nisica con moscovita localmente con biotita. Ntese la extensa longitud abarcada por esta unidad y la incidencia que presenta la misma en el resto de la zona del proyecto.

- Prximo al portal salida, el tnel se adentra en un cuerpo metamrfico perteneciente al complejo Cajamarca Grupo Cajamarca con cuarcitas y cuarcitas biottico feldespticas, con transiciones a esquistos y nes cuarzo feldesptico. En este sitio se presentan ms familias de discontinuidades y esquistosidad. En la superficie del portal salida del tnel se evidencia suelo transportado compuesto bsicamente de depsitos de ladera, flujos de escombros con rocas de diferente tamao debido a la geomorfologa y pendiente que tiene la superficie.

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DESCRIPCIN DE LOS MACIZOS ROCOSOS IDENTIFICADOS

MACIZO ROCOSO 1

Este macizo es el primero que se encuentra en el portal de entrada del tnel, cerca de la carretera actual que sube al Alto de minas. La principal caracterstica de este macizo es que se localiza muy cerca de la falla San Jernimo, por tanto presenta un considerable grado de inestabilidad y fracturamiento. Sin embargo, las rocas predominantes en el macizo son gabros, segn fuentes referentes la capacidad de carga de estas unidades litolgicas es muy alta como roca intacta.

Descripcin de las discontinuidades del macizo rocoso 1: Las discontinuidades son rugosas y abiertas, presenta un agrietamiento en varias direcciones y superficialmente hay presencia de agua debido a la cercana con una corriente natural.

La resistencia a la compresin uniaxial es de 2400 kg/cm2, la posibilidad de modificacin de su resistencia ante la presencia de agua es baja. Su compactabilidad es media. Compresibilidad y expansin ligera y tiene poca permeabilidad o puede llegar a ser prcticamente impermeable. El RQD que se determin para este macizo es de 70%, lo que significa que la calidad geotcnica del macizo rocoso 1 es regular. Se encontr una familia de diaclasas discontinuas con un espaciamiento de 220 mm, con una aspereza ondulosa y lisa, y abertura de 2mm con relleno de pelcula delgada.

MACIZO ROCOSO 2

Hacen parte del macizo rocoso 2 rocas metamrficas correspondientes a filitas, esquistos cuarzo-sericticos y esquistos alumnicos, neises cuarzo feldespticos. Rocas de estructura nesica dbil, textura granoblstica. En este tramo de tnel se presenta foliacin y esquistosidad inclinada y poca presencia de diaclasas.

La resistencia a la compresin uniaxial es de 1400 kg/cm2 y con una densidad aproximada de 2,7 Tm/m3. El RQD para el macizo es regular, con un valor del 60%, debido a las esquistos y que el grado de fracturamiento del macizo es intermedio. El rumbo de la esquistosidad est entre N10E y N20W con buzamiento marcado hacia el este. La presencia de agua en el macizo es casi nula, se observa que las discontinuidades (foliacin) se encuentran secas y no presentan evidencia de circulacin de flujos

5

MACIZO ROCOSO 3

En este macizo es predominante el intrusivo nesico del Alto de Minas aunque presenta tambin granodiorita, este tipo de roca gnea tiene una resistencia alta, esta considerablemente alejada de la falla San Jernimo. El macizo se presenta menos irregular, es decir, con pocas familias de discontinuidades, este macizo es predominante en el rea de trazado del tnel.

Descripcin de las discontinuidades del macizo rocoso 1: las discontinuidades presentan alta rugosidad y poco espaciamiento entre ellos, no hay presencia de agua. Las estructuras con menor espaciamiento se encuentran a 55 mm.

Resistencia a la compresin uniaxial El macizo tiene una resistencia a la compresin de aproximadamente 2000 kg/cm2, un RQD del 90%. La abertura de las estructuras est entre 5 y 9 mm, y la aspereza es ondulosa y lisa.

MACIZO ROCOSO 4

Este macizo est ubicado casi en la totalidad de su volumen cerca al portal de salida del tnel, en una regin prxima al municipio de Versalles. Los tipos de roca que predominan son rocas metamrficas correspondientes a cuarcitas y cuarcitas biottico feldespticas, con transiciones a esquistos y nes cuarzo feldesptico, todas estas correspondientes al Complejo Cajamarca. Estas rocas se presentan en condicin moderadamente dura a menos dura, en donde la muestra se rompe con un golpe de martillo, o en el caso de las ms duras se presenta un poco de dificultad para romperse con el pico del martillo. En este tipo de macizo rocoso la capacidad de carga no es muy alta, presenta una serie de foliaciones inclinadas y esquistosidades en una direccin principalmente con algn grado de bandeamiento, la rugosidad entre discontinuidades es media, en gran medida con una abertura entre discontinuidades de mximo 1 mm, predominan planos de foliacin y esquistosidad en gran parte del macizo, la presencia de agua es casi nula y presenta poca matriz de relleno entre las discontinuidades.

La resistencia a la compresin uniaxial es de 900 kg/cm2 y un RQD de 50%.

6

RESISTENCIA DE LAS DISCONTINUIDADES Y DE LOS MACIZOS

ROCOSOS

RESISTENCIA DEL MACIZO ROCOSO

Para cada tipo de macizo rocoso se establece la resistencia ms probable de discontinuidades. Esta se determinar utilizando el criterio de rotura de Hoek & Brown a partir de la resistencia obtenida mediante el ensayo de compresin uniaxial para muestras representativas de cada macizo rocoso. Se utilizarn tambin los resultados de ensayos de corte directo a partir de los cuales se determin la resistencia al corte en los planos de debilidad de las muestras representativas de cada macizo. Posteriormente se determina la resistencia al corte de cada macizo rocoso, en funcin de caractersticas como separacin entre masas rocosas, caractersticas del plano exhibido de debilidad y del material presente como relleno.

Nota: La resistencia obtenida es apenas una burda aproximacin, dado que los factores geolgicos y litolgicos se intuyen a partir de la informacin recolectada de la zona del proyecto. Cabe resaltar que no se tiene informacin certera de las estructuras heredadas presentes en el respectivo macizo rocoso, y que apenas se intuye la inclinacin de los planos de falla. Una vez realizada la descripcin de los cuatro macizos rocosos identificados se determinar la resistencia haciendo uso de la Ecuacin 1:

1 = 3 + (3

+ )0.5

(1)

Ecuacin 1 Criterio de Hoek & Brown en trminos de los esfuerzos principales

Fuente: [2] Donde

1 , 3 son los refuerzos principales efectivos mayor y menor en el momento de rotura.

Es la resistencia a compresin uniaxial del material intacto. , son las constantes del material, donde s=1 para roca intacta.

La resistencia del macizo rocoso se determina utilizando, como ya se dijo, el criterio de falla de Hoek Brown, esto, haciendo uso del programa RocLab RocData.

7

Parmetro Macizo 1 Macizo 2 Macizo 3 Macizo 4

[MPa] 88 70 80 35

GSI 57 74 80 55

Mi 21 6 7 5

D 0,5 0 0 0.5

Ei [MPa] 30800 25000 25000 25000

mb 2,710 2.371 3.427 0.587

s 0,0032 0.0556 0.1084 0.0025

a 0,504 0.501 0.501 0.504

c [MPa] 5,090 5.144 7.185 1.248

[] 34,63 32.75 35.64 22.15

3 [MPa] -0,105 -1.643 -2.530 -0.148

1 [MPa] 4,906 16.464 26.301 1.701

Esfuerzo global [MPa] 19,404 18.850 27.983 3.711

[MPa] 7037,14 20030.23 22008.70 5056.04

Tabla 1 Parmetros de resistencia de los macizos rocosos

Fuente: Elaboracin propia a partir de los datos arrojados por el software RocLab.

RESISTENCIA DE DISCONTINUIDADES

La resistencia de las discontinuidades se determinar utilizando el criterio de falla de Barton Bandis haciendo uso de la ecuacin 2, una vez se haya determinado los valores de resistencia (esfuerzo tangencial) en trminos del esfuerzo normal aplicado.

= tan( 10( ) + ) Ecuacin 2 Resistencia de discontinuidades

Donde JRC: Es un factor que expresa el nivel de rugosidad de la discontinuidad, obtenida por comparacin de una tabla. JCS: Es la resistencia de la discontinuidad, por ensayos del martillo de Schmidt. Es similar a una compresin uniaxial de roca (UCS), si la roca es fresca. : Resistencia normal a la compresin del relleno de la discontinuidad. Phi b: El ngulo de friccin del relleno presente en las discontinuidades. : Resistencia al corte de la discontinuidad

8

Los parmetros para determinar la resistencia de las discontinuidades de cada uno de los cuatro macizos se tabulan a continuacin:

Discontinuidades JRC JCS (Mpa) r()

Macizo rocoso 1 7 60 20



Macizo rocoso 4 10 17 15 Tabla 2 Parmetros para determinar la resistencia de las discontinuidades de los macizos

rocosos identificados

Con la intencin de obtener la resistencia al corte de las discontinuidades presentes en cada uno de los cuatro macizos, se vara el esfuerzo normal . Observe adems la grfica vs. n

n

[Mpa]

[Mpa]

Discontinuidades del macizo 1




0,1 0,11 0,126 0,14 0,076

10 5,268 7,168 6,884 3,116

20 9,229 13,1 12,271 5,096

30 12,741 18,613 17,161 6,669

40 15,967 23,861 21,738 7,981

50 18,985 28,916 26,087 9,1

60 21,838 33,82 30,257 10,065

70 24,556 38,599 34,28 10,904

80 27,157 43,272 38,178 11,633

90 29,659 47,853 41,968 12,268

100 32,071 52,353 45,662 12,818

110 34,404 56,781 49,271 13,293

120 36,664 61,143 52,803 13,699

130 38,859 65,445 56,264 14,042

140 40,993 69,693 59,661 14,327

150 43,07 73,89 62,997 14,559 Tabla 3 Resistencia al corte de los macizos rocosos.

9

Ilustracin 4 Resistencia de las discontinuidades

Fuente: Elaboracin propia en software Excel.

CLASIFICACIN GEOTCNICA DE LOS MACIZOS ROCOSOS

MTODO DE BARTON La clasificacin geotcnica de los macizos rocosos mediante el mtodo de Barton se realiza usando la ecuacin 3:

Q =RQD

Jn

Jr

Ja

Jw

SRF

Ecuacin 3 ndice de calidad geotcnica

Dnde:

RQD se determina en base al mapeo geotcnico de los testigos de sondajes tcnicos. Indica el grado de fracturamiento del macizo.

1

QD = Trozos de longitud 10 cm

Longitud total del tramo 100 [%]

RQD [%] Calidad geotcnica

2

Tabla 5 Determinacin del ndice de rugosidad de las discontinuidades Jr

Fuente: [3]

Jw: Factor de reduccin por la presencia de agua. Se calcula en funcin de la

condicin de agua observada en las estructuras del macizo rocoso, siguiendo indicaciones de la Tabla 6.

Tabla 6 Determinacin del factor de reduccin por presencia de agua

Fuente: [3]

3

Ja: ndice de alteracin de las discontinuidades. Se calcula en funcin de la

alteracin de las discontinuidades segn indicaciones de la Tabla 7.

Tabla 7 Determinacin del ndice de alteracin de las discontinuidades

Fuente: [3]

4

SRF: Factor de reduccin por tensiones. El coeficiente SRF est asociado al posible efecto de la condicin de esfuerzos en el macizo rocoso. Se determina utilizando la informacin disponible en la Tabla 8.

Tabla 8 Determinacin del Factor de reduccin por tensiones SRF

Fuente: [3]

5

Con base en los parmetros anteriormente descritos se definen los valores para los

cuales se obtiene finalmente el ndice de calidad geotcnica Q de Barton.

El valor que se le da a cada parmetro para cada uno de los macizos se presenta en la Tabla 9.

Macizo rocoso

Parmetro

Descripcin Valor

1

RQD La calidad geotcnica de la roca es regular. 70

Jn El macizo posee dos set de estructuras ms

estructuras aleatorias. 6

Jr Las diaclasas son ondulosas y lisas. 2

Ja Los rellenos de las estructuras estn compuestos por

arena limosa con un bajo contenido de arcilla. 5

Jw Se presentan infiltraciones y presiones moderadas que ocasionalmente causan el lavado del relleno de

las estructuras. 0,66

SRF En la excavacin se presenta una zona dbil con roca suelta en su periferia a profundidad de la excavacin

mayor a 50m. 2,5

2

RQD La calidad geotcnica de la roca es regular. 60

Jn El macizo posee un set de estructuras y tiene


Jr Los esquistos presentan una estructura plana y

rugosa 1,5

Ja Las estructuras estn bien trabadas y el relleno es

duro debido a que est compuesto en su gran mayora de cuarzo.

0,75

Jw Las infiltraciones que se presentan en el tnel son

muy pocas. 1

SRF En la excavacin se presenta una zona dbil con roca suelta en su periferia a profundidad de la excavacin

mayor a 50m. 2,5

3 RQD La calidad geotcnica de la roca es buena. 90

6

Jn El macizo posee un set de estructuras ms


Jr Las estructuras que hay en el macizo son ondulosas

y rugosas. 3

Ja Relleno limo arcilloso y con poco contenido de

arcillas 3

Jw Las infiltraciones que se presentan en el tnel son

muy pocas. 1

SRF El macizo rocoso se encuentra muy fracturado y

tiene estructuras abiertas que definen bloques en forma de cubos.

5

4

RQD La calidad geotcnica de la roca es mala. 50

Jn El macizo posee dos sets de estructuras ms


Jr Las discontinuidades presentadas son ondulosas y

rugosidad media. 3

Ja La abertura entre las discontinuidades tiene poca

matriz de relleno. 1

Jw Se presentan infiltraciones que generan presiones

bajas que causan el lavado de los rellenos de las estructuras.

0,66

SRF Aparecen varias zonas dbiles. 7,5

Tabla 9 Asignacin de valores a los parmetros requeridos para determinar el ndice de calidad geotcnica.

Fuente: [3] A continuacin se presenta el ndice Q y en funcin del mismo, la calidad geotcnica de cada macizo rocoso:

7

Mtodo de Barton

Macizo rocoso RQD Jn Jr Ja Jw SRF Q Calificacin del macizo

1 70 6 2 5 0,66 2,5 1,23 Malo

2 60 3 1 0,75 1 5 5,33 Regular

3 90 3 3 3 1 5 6 Regular

4 50 6 3 1 0,66 7,5 2,2 malo

Tabla 10 Clasificacin de los macizos segn el mtodo de Barton Fuente: Elaboracin propia.

MTODO DE BIENIAWSKI RMR La clasificacin geotcnica de los macizos rocosos mediante el mtodo de Bieniawski se realiza usando la ecuacin:

= () + () + () + () + () Ecuacin 4 Clasificacin geotcnica de macizos rocosos mediante el mtodo de Bienawski

UCS: Resistencia en compresin uniaxial de la roca intacta. El puntaje

asociado a la misma puede variar de 0 (si UCS250 MPa)

RQD: Designacin de la calidad de la roca definida por Deere et.al (1967), y el puntaje asociado a la misma puede variar de 3 (si RQD

8

Zona P(UCS) P(RQD) P(s) P(JC) P(WC) RMR Clasificacin

Macizo 1 7 13 5 10 7 42 Calidad regular


Macizo 3 7 20 5 25 15 72 Calidad buena


Tabla 11 Clasificacin por Mtodo RMR Fuente: Elaboracin propia.

Se puede observar que los resultados de las clasificaciones obtenidos mediante el

mtodo de Barton son muy similares a los de Bieniawski, siento un poco ms estricto

el mtodo Barton, dado que considera muchos ms parmetros para los clculos. En

trminos generales se observa que los macizos son, en general, malos y que deber

recomendarse con juicio un tratamiento de estabilizacin para minimizar al mximo

los daos que pudieran tener lugar en el avance de las excavaciones. Las diferencias

en los resultados radican en las condiciones que impone cada mtodo para la

evaluacin del macizo, y ambos consideran aspectos como esfuerzos, presencia de

agua y estado de las discontinuidades.

9

PROPUESTA DE SOPORTE

Propuesta de soporte a partir de la clasificacin realizada por el MTODO DE BIENIAWSKI.

Mtodo de Bieniawski

Macizo rocoso

RMR Excavacin

Pernos de anclaje de roca de acero

(dimetro de 20 mm, completamente

cementado)

Concreto lanzado

Arcos de acero

1 42

Mtodo de avance y destroza.

Avances de 1,5-3m en la parte

superior del tnel. Iniciar soporte

despus de cada voladura. Soporte completo a 10m

de la cara.

Pernos sistemticos de 4m de longitud

espaciados de 1,5-2m en la corona y paredes con

mallas en la corona.

50-100mm en la

corona y 30mm en los lados.

Ninguno

2 58




despus de cada voladura. Soporte completo a 10m

de la cara.




50-100mm en la


Ninguno

3 72

Mtodo de frente completo. Avances

de 1-1,5m. Soporte completo a 20m de la cara.

Pernos locales en la corona de 3m de

longitud, espaciados 2,5 m con mallas ocasionales.

55 mm en la corona donde se

requieran.

Ninguno

4 49




despus de cada




50-100mm en la


Ninguno

10

voladura. Soporte completo a 10m

de la cara. Tabla 12 Tipos de soporte segn la clasificacin de Bienawski.

Fuente: Elaboracin propia.

Propuesta de soporte a partir de la clasificacin realizada por el MTODO DE BARTON

Es necesario saber cul es el valor del ESR para cada uno de los tneles para poder

hallar el dimetro equivalente . El ESR del tnel vial es 1.

= ()

Por lo tanto el dimetro equivalente es:

=12

1= 12

Se puede ingresar a la grfica presentada en la Ilustracin 5 para plantear una

propuesta de soporte a los tneles a partir de la clasificacin de Barton.

11

Ilustracin 5 Sistema de soporte propuesto a partir de la clasificacin geotcnica por el mtodo de Barton. Fuente: [3]

Tnel vial (De=12m)

Mtodo de Barton

Macizo rocoso Q Categora del

refuerzo Descripcin

1 1,23 6 Concreto lanzado reforzado con fibra de 90-120mm. Pernado cada 1,7 m.

2 5,33 4 Pernos sistemticos cada 2,3m. y

concreto lanzado no reforzado de 40 - 100 mm

3 6 4 Pernos sistemticos cada 2,3m. y

concreto lanzado no reforzado de 40 - 100 mm

4 2,2 5 Concreto lanzado reforzado con fibra

12

de ms de 50-90 mm. Pernado cada 2 m.

Tabla 13 Tipo de soporte a partir de la clasificacin de Barton.

Fuente: Elaboracin propia.

Se aprecia similitud entre los sistemas de soporte propuestos por ambos mtodos de clasificacin (Mtodo de Bienawski y Mtodo de Barton), pero la clasificacin de Bienawski permite realizar una propuesta de soporte ms conservativa y descrita al detalle.

BIBLIOGRAFA

[1] I. C. D. G. Y. M. INGEOMINAS, Geologa y Geoqumica de la plancha 166 Jeric - Memoria

explicativa, Bogot, 1980.

[2] E. Hoek, C. Carranza Torres y B. Corkum, El criterio de rotura de Hoek & Brown, 2002.

[3] F. J. Nanclares, Notas de clase. Semestre en curso II - 2015, Medelln, 2015.

descripción de macizos rocosos para proyecto de túnel

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