“filosofía noruega de construcción de túneles” – sr. ola

INTERNATIONAL SEMINARLONG TUNNELS

17, 18 y 19 de Octubre 2012Santiago, Chile

Filosofía Noruega de Tunelería

Ola KvammenSKAVA Consulting S.A.

Desafío para el Diseño, Construcción y Operación

Challenges for Design, Construction and Operation

PIARC CHILE

Contenido

1• ¿Cómo surge el Método Noruego de Tunelería?

2• Ciclo de Excavación

3• Diseño Activo

4• Sistema de Contrato

5• Conclusiones



3• Diseño Activo


5• Conclusiones

Como surge la filosofía noruega de tunelería

•Alrededor de 4.200 km de túneles para centraleshidroeléctricas, 200++ cavernas.

•Aproximadamente 1.200 km de túneles camineros y paratrenes, incluyendo alrededor de 30 túneles submarinos.

•Cavernas para petróleo y gases: aprox 50 en total + variostúneles para cañerías.

•Total anual de aprox. 3-4 millones de m3 en túneles paraobras civiles.

•El enfoque ha sido una tunelería rentable.

•Términos como “Bajo costo” y “Diseño activo” han sidoprimordiales.

Desarrollo de la Industria Noruega de Tunelería

Más de 5000 Km en Túneles.Más de 300 Cavernas.La excavación de túneles en Noruega constituyeaproximadamente el 5% del mercado mundial, a pesardel tamaño de su economía y población.

AñoEmpresas Noruegas -

ProyectosSecciones

[m2]

RendimientoPromedio[m/sem]

RendimientoMáximo[m/sem)

2003 LNS- Svalbard >50 103 1552008 AF-Sauda 38 78 165

2008Veidekke -

Kjøsnesfjorden 16 104 175

DesarrolloIndustrial

(Hidroelectricidad,OOPP, Petróleo y Gas)

Acumulaciónde Experiencia

MaduraciónMétodo

Noruego deTunelería

Récords Mundiales• NFF como punto de encuentro (1963).• Desarrollo del Conocimiento (NGI, SINTEF, NTNU).• Desarrollo Tecnológico.• Desarrollo Contratistas.

Principios de la filosofía noruega de tunelería

A lo largo de la presentación se desarrollarán estos principios:

•Buenas prácticas operacionales: Ciclo de desarrolloeficiente. Macizo rocoso como principal elemento desoporte.

•Uso de nuevas tecnologías para el control de calidad

•Logística y uso del personal eficiente

•Diseño Activo y eficiencia en el proceso de toma dedecisiones

•Sistema de contrato de riesgo compartido.



3• Diseño Activo


5• Conclusiones

Grouting

Perforación

Carguío deExplosivos

Tronadura

VentilaciónExtracciónMarina

Acuñadura

MapeoGeológico

Fortificación

Ciclo de Excavación

Las buenas prácticas en cada una de estas etapas es clave

Buenas Prácticas en la etapa de Perforación

Selección del equipo deacuerdo a la sección.

Uso de nuevas tecnologías:Jumbos automatizados –Control del Diagrama de Tiros

Longitudes y diámetro deperforación en función de lasección del túnel.

Buenas Prácticas en la etapa de Sondajes

Sondajes durante la perforación(MWD)

Cuando empeoran lacondiciones de roca (sondajesde min 20m)

Planificación para toma rápidade decisiones: Control deInfiltración y se pueden evitarcolapsos.

The RavneheI Tunnel Collapse

Buenas Prácticas en el Manejo de Explosivos

EMULSIÓN vs ANFOANFO: Explosivo común de bajo costo.EMULSIÓN: Mayor seguridad y reducción de gases.Almacenamiento y logísticaCarguío de explosivos: Equipos neumáticos ymecanizados.Detonadores:Electrónicos (sensibles a la electricidad, muy precisos,reducen las vibraciones)Nonel (mayor seguridad y menor precisión)

Buenas Prácticas en la etapa de Acuñadura

Acuñadura manual:

Mayor nivel de detalle,para túneles de secciónpequeña.

Acuñadura mecánica:Mayor seguridad yeficiencia. Riesgo desobreexcavación.

Buenas Prácticas en la etapa de Fortificación

Clasificación de roca y determinación de lafortificación a aplicar – Ingeniero Geólogopermanente en la frente

Fortificación Temporal – Seguridad durante el avance,fortificación de función inmediata.

Elementos de fortificación:PernosShotcrete con fibraReinforced ribsMarchiavantis, micropilotes.Contrabóveda y revestimiento de concreto


Pernos:

Perforación con Jumbo

Uso de pernos de combinaciónmecánica como fortificacióntemporal y permanente


Shotcrete con fibra

Deficiencias en uso de mallaImportancia del control deinfiltraciones: Limpieza e inspecciónvisual.Correcta aplicación ShotcreteLogística como punto clave

Ver Video


Marcos: Reinforced Ribs

FlexibilidadImportancia del anclaje


Marchiavantis y micropilotes.Importancia del Traslape

Buenas Prácticas en la etapa de Inyección

Selección de equipoParaguas de 20m de largo, traslape de 5-10m.Relevancia del anclaje de barra durante la inyecciónPersonal debe evitar ubicarse frente a los tubos

Buenas Prácticas en la etapa de Ventilación

Estimación de caudal de aire

requerido

Control de gases

Instalación de ventilador y manga

),( 321 QQMaxQQ

Q1: Caudal requerido por concepto de personal

Q2: Caudal requerido por concepto de maquinaria diesel

Q3: Caudal requerido por concepto de explosivos

Buenas Prácticas en la etapa de Ventilación

Estimación de caudal de aire

requerido

Control de gases

Instalación de ventilador y manga

Manga dePlásticoS5

S: Sección del túnel

10mmin.

o >30m

Buenas Prácticas en la Extracción de Marina

Buen estado del camino y control

del drenaje

Selección de equipo según sección

Control de la entrada y salida de

personal

Extracción del material hasta los

portales y no mantener zonas de

acopio dentro del túnel –

Disminución de gases e interferencias

en la etapa de perforación.



del drenaje



personal






VerVideo



del drenaje



personal






• Sistemas computacionales de avanzada

Profiler: Control de Contornos yFortificación

Sistemas de Diseño y Control

MWD: Exploración durante laPerforación

Uso de tecnologías

Personal altamente calificado y polifuncional

Es de suma importancia que elpersonal esté correctamentecapacitado en la operación (uoperaciones) que realiza.

Conocimiento de los equipos queutiliza, principalmente si se utilizannuevas tecnologías.

Conocimiento de los peligros ymedidas de seguridad relacionadoscon cada etapa.

Reducción de personal en la frente:Personal calificado y salario porproducción (aumento de tiempoefectivo de trabajo)

Personal altamente calificado y polifuncional

¿Cómo logramos contar con personal capacitado paraejecutar la metodología presentada?

- Precalificación:El contratista debe implementar elementostecnológicos.Contratista debe tener personal clave delcontratista altamente experimentada para latarea.Se debe exigir al contratista implementar unprograma de Transferencia Tecnológica.

- Adaptar reglamento del mandante.- Modelo de contrato.- Capacitar equipo de supervisión del mandante.

Es clave la buena colaboración entre contratista y mandante32



3• Diseño Activo


5• Conclusiones



3• Diseño Activo


5• Conclusiones

Active Design: Clave en la metodología noruega

•El Active design, significa diseño activo de acuerdo a lascondiciones en la frente, es decir la determinación de lafortificación definitiva en la frente misma.

•Un plano de soporte de roca noruego muestranormalmente solo la fortificación básica (ej. Tipo de pernos,espesor mínimo de shotcrete, etc) lo demás se determinaen la frente. Por esto es importante establecer un modelogeológico sobre la información disponible, previo al trabajode excavación.

•El active design implica la evaluación continua del modelogeológico y al soporte, basadas en experiencias, conmodificaciones si es necesario.

BENEFICIOS: FLEXIBILIDAD - ADAPTABILIDAD

Active Design

Para trabajar con el sistema Active Design es necesario

tener en cuenta los siguientes factores:

1. Directrices empíricas y modelación analítico/numérico

previo a la excavación

2. Observaciones y evaluación continua

3. Procedimientos de trabajo y correcta documentación

4. Soporte primario aprobado como permanente

5. Control de agua subterránea

6. Requiere presencia continua de geomecanico

experimentado.



3• Diseño Activo


5• Conclusiones

Sistema de Contrato: Riesgo Compartido

¿Por qué compartir el riesgo?

Las condiciones geológicas son siempre inciertas al momento defirmar el contratoSi el contratista tiene que asumir todo el riesgo propondrá altosprecios con el fin de mantenerse cubierto.Discusiones y arbitrajes frente a cambios en las condiciones de rocapueden ser muy costosos y consumir mucho tiempo, los únicosganadores son los abogados.

RIESGO DEL MANDANTE RIESGO DEL CONTRATISTA COSTO DELPROYECTO0% 100%

0%100%

PrácticaNoruega

SA (PrecioEscalonado)

Precio Unitario

Costo Objetivo

Costo Reembolsable

SA (Precio Fijo)

Sistema de Contrato: Riesgo Compartido

¿Como se puede compartir el riesgo?

Todas las actividades posibles a realizar durante la excavacióndeben ser estimadas en la Tabla de Cantidades (Bill of Quantities)

Un precio unitario debe ser ofrecido por el contratista para cadaactividad

Un tiempo equivalente debe ser ofrecido por el contratista, opreviamente determinado por el mandante, para cada actividad.Para los elementos de fortificación, diferentes tiempos deben definirsepara fortificación que afecta al avance).

La fortificación inicial es responsabilidad del contratista y ladefinitiva del Mandante

Por lo tanto al contratista se le paga por unidad de trabajorealizado y el tiempo de construcción contractual se ajusta a lascondiciones del suelo reales por medio del sistema de tiempoequivalente.



3• Diseño Activo


5• Conclusiones

Conclusiones

•Experiencia Noruega:

•Industria altamente eficiente• Buenas prácticas operacionales• Equipos de última tecnología•Personal capacitado y multidisciplinario

•Sistemas de Fortificación

• El uso del macizo rocoso como material estructural.• Flexibles• Enfoque en seguridad

•Diseño Activo:

• Flexibilidad frente a los cambios en la roca• Importancia de un buen proceso de toma de decisiones

•Sistema de Contratos:

•Riesgo Compartido

“filosofía noruega de construcción de túneles” – sr. ola

Documents