Construccin de tneles

Manual Alumno

OBJETIVOS DEL CURSO 1

CONTENIDOS DEL CURSO 2 - 29

GUA DE AUTOEVALUACIN 30 - 32

1OBJETIVOS

Conocer mtodos de construccin de tne-les, riesgos asociados a la actividad y medidas de control destinadas a la infraestructura, condiciones de trabajo y requisitos para los trabajadores.

TEMARIO

I.- Generalidades.II.- Prevencin y control de riesgos. III.- Prevencin y control de riesgos en faenas.IV.- Prevencin y control de riesgos en el uso de explosivos.V.- Transporte.VI.- Planes para acciones de emergencia.VII.- Mantencin y conservacin de tneles.

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I.- Generalidades

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3Los tneles, normalmente son construidos para la minera, proyectos hidroelctricos, proyectos de riego, carreteras y vas frreas.

Varan en su longitud, desde algunos metros hasta kilmetros y en seccin desde alrededor de 1m2 hasta unos 100 m2.

Los principales riesgos de accidentes, durante la construccin de un tnel, se producen al encontrar condiciones del suelo imprevistas, como por ejemplo:

Arrastres debido a corrientes de aguas excesivas y donde el tratamiento del sueloresulta inadecuado.

Inundaciones al encontrar fisuras acuferas o al desmoronarse los muros.

Compresiones y dilataciones del suelo, y los efectos de la dilatacin.

Tambin son causas de riesgos:

La prdida de aire generalizada mientras se trabaja en el aire comprimido.

Explosin al encontrar gases inflamables.

El uso de tcnicas de construccin de tneles en roca de suelos poco resistentes.

Manufactura defectuosa.

Desoxigenacin.

Fuego en ambiente con aire comprimido.

Explosiones prematuras y/o tiros quedados.

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4Mtodos de trabajo

Para tneles cortos pueden emplearse mtodos convencionales y uso de explosivos; efectuando en estos casos, voladuras controladas y uniformes.

Para tneles largos, en los que el suelo es duro, o de dureza media, adems de los mtodos convencionales y uso de explosivos, se suelen emplear mquinas de horadacin de seccin completa.

Seccin Completa

Como su nombre lo indica, se extrae de una sola vez toda la seccin, en forma rpida y sencilla.

Mtodo de Ataque a plena seccin o Mtodo Ingls

Se usa principalmente en tneles de pequea seccin (menos de 15 m2).

Frente y Banco

Se usa cuando se trata de secciones mayores a 15 m2 y la calidad del suelo determinar el mtodo especfico mediante el cual se desarrollar la excavacin del tnel.

Los principales mtodos que se emplean actualmente son:

Mtodo de Galera de Clave o mtodo Belga.

Consiste en desarrollar el avance del trabajo en el tnel en dos etapas o en dos partes de la seccin del tnel.

Primero el avance se realiza en la mitad superior en el sector denominado frente, que corresponde al medio arco de la parte superior de la seccin.

Luego, el trabajo se desarrolla en la parte inferior o banco, lo que permite remover y extraer el material en forma ms rpida por existir una gran cara libre por arriba apta para un mejor resultado de la tronadura.

Tiene dos variantes correspondientes a si el terreno es bueno o malo.

51. Caso de terreno bueno.

Se ataca el tnel en galera de avance de pequea seccin en el eje del tnel y en la parte superior. Se concluye esta galera a nivel de los arranques de la bveda, ensanchando despus a derecha e izquierda para dejar al descubierto la bveda.

A medida que se avanza, la bveda se apuntala mediante puntales radiales que se apoyan sobre el banco, teniendo al final de esta etapa,la forma de una excavacin en semicrculo correspondiente a la parte superior del galibo del tnel.

Despus se construye la bveda hacindola descansar directamente sobre el suelo o sobre tablones longitudinales, que reparten las presiones dependiendo si el terreno es resistente o es menos bueno. Cuando la bveda ha endurecido, se quitan los encofrados y los puntales y la bveda protege a la obra durante las operaciones siguientes.

Se ataca la excavacin en la parte inferior del tnel (banco), excavando una cuneta central; luego se realiza la excavacin en el emplazamiento de los muros partiendo de la cuneta hacia los costados, realizando excavaciones de pequea longitud que se ejecutan alternativamente a derecha e izquierda.

Despus se ejecutan los muros subiendo bajo la bveda ya construida.

2. Caso de terreno mediocre o malo.

Si el terreno es poco resistente y exige revestimiento, hay que modificar el mtodo de excavacin del banco y de construccin de los muros, para evitar que la bveda sufra asentamientos durante la construccin de la cuneta y del banco.

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6Despus de haber excavado bajo la bveda y de haberla revestido como antes, se excava en zanja revestida el emplazamiento de los muros, por elementos cortos ejecutados alternativamente a derecha e izquierda.

En estas excavaciones se construyen los muros bajo la bveda primeramente, y despus se quitan los puntales y se excava el banco a plena seccin.

Tambin es posible ejecutar los muros antes que la bveda, para lo que se excava y apuntala sta construyendo despus los muros en zanjas revestidas.

Despus se construye la bveda y se excava el banco a plena seccin.

Mtodo Italiano

Este mtodo es igual al anterior, pero no se usa el colchn de ripio.

Mtodo de las dos galeras o Mtodo Alemn

Este mtodo se caracteriza por la conservacin del banco hasta la terminacin de los muros y la bveda.

Este banco sirve de apoyo para todos los apuntalamientos y cimbras y evita el empleo de andamios de gran luz. Para que el mtodo resulte interesante es necesario que la seccin del tnel sea bastante grande, superior en principio a 50 m2.

Se atacan dos galeras de base, a derecha e izquierda del tnel. Se ensanchan y se construyen los muros en terreno malo apuntalados contra el banco.

Ms atrs, se ataca una galera de coronacin, que se ensancha construyendo la bveda hacindola descansar sobre los muros ya construidos y sobre puntales apoyados en el banco.

7Cuando la bveda ha endurecido, pueden quitarse todos los puntales excavando el banco. Luego, se ejecuta la solera para completar el revestimiento por franjas de algunos metros de longitud para evitar excavar completamente el banco antes de terminado el revestimiento.

Mtodo Tnel Piloto

Aqu se ejecuta una galera central de 3x3 metros, aproximadamente, denominada galera piloto, cuyo objetivo es tantear el terreno y siempre lleva un avance de 30 metros sobre las otras galeras laterales y as se sigue avanzando. Se extrae la marina con carros de cauvilles.

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II.- Prevencin y control de riesgos

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9EN LA CONSTRUCCIN DE TNELES EN SUBSUELO DE TIERRA RECOMENDACIONESGENERALES

Los tneles en subsuelo de tierra, o de tierra y roca se deben entibar y apuntalar firmemente. Los detalles del entibado dependern de las condiciones de la tierra y quedarn a cargo del ingeniero de la obra.

Se debera disponer en la obra, de una cantidad suficiente de material apropiado para tal fin.

El entibado debera avanzar a la menor distancia posible del frente de ataque del tnel. No se debera excavar a ms de 60 centmetros, delante de donde acaba la entibacin.

Se debera reforzar la entibacin:

Si se observa que alguno de sus elementos se ha deformado.

Cuando se proceda a cambiar alguno de sus elementos.

Algunos de los riesgos que deben evitarse son los siguientes:

Contaminacin y dao de la superficie, ocasionada por derramamiento y vertido de desechos.

Contaminacin de las aguas subterrneas por transferencia del estrato tratado.

Riesgos a personas que manejan los materiales durante y despus de la mezcla, incluyendo los riesgos creados por el reventn de los tubos y mangueras.

Toxicidad de algunos enlechados especiales, que incrementan los riesgos de manejo y hacen necesario extremar las precauciones, incluyendo el abastecimiento de ropas de proteccin y medidas completas de limpieza.

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PREVENCIN Y CONTROL DE RIESGOS EN LA CONSTRUCCIN DE TNELES EN ROCARECOMENDACIONES GENERALES

Cuando se efecten trabajos de perforacin en la roca, se deberan retirar los bloques de piedra inestables a fin de prevenir los riesgos de desprendimiento y si no fuera posible hacerlo, se debera instalar un toldo o una pantalla de proteccin, por encima de los lugares de trabajo.

Las plataformas de operacin altas deberan estar provistas de:

Medios de acceso seguros.Barandillas y plintos.Medios apropiados para guardar los barrenos, por ejemplo, tableros con ganchos o cajas.

Se pueden utilizar pernos para asegurar los tramos relativamente macizos de roca; la roca despedazada y la tierra, pudieran requerir arriostramiento y apuntalamiento.

III.- Prevencin y control de riesgos en faenas

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SEGURIDAD GENERAL EN LAS OPERACIONES

En todas las obras subterrneas deberan efectuarse, al menos una vez por semana, inspecciones detenidas de la maquinaria, equipos, armazones, ventilacin, vas de circulacin, medios de salida, almacenes, instalaciones de asistencia mdica y sanitaria y lugares de trabajo.

Personal

La construccin de tneles requiere de supervisin de personas competentes y con experiencia.

Se debe planificar con anticipacin un programa de seguridad efectivo y fcil de ponerse en prctica, que se seguir rigurosamente durante las operaciones.

Todos los lugares subterrneos donde haya personas trabajando, deberan ser objeto de inspeccin, por lo menos, una vez en cada turno de trabajo.

Se deberan evacuar todos los trabajadores ocupados en una obra subterrnea:

En caso de falla en la ventilacin.

Si existe un peligro inminente, por ejemplo de derrumbes, inundaciones, explosiones, incendio, emanaciones de gas u otro riesgo grave, que exponga seriamente la integridad fsica de los trabajadores.

Equipo de Proteccin Personal

Se debera exigir que cuando trabajen en tneles, los operarios usen, adems de casco y zapatos de seguridad, botas y ropas impermeables en aquellas obras subterrneas donde haya mucha humedad y protectores para la vista, respiratorios y auditivos en aquellas faenas con proyeccin de partculas, emanaciones de polvo y ruido ambiental.

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Sanidad y Agua Potable

Se deben instalar servicios sanitarios. Se pueden utilizar sanitarios secos, de agua, qumicos o carros sanitarios.

Si no es factible instalar los sanitarios cerca del frente de trabajo, se debern instalar servicios convencionales afuera, en la superficie.

Para el suministro de agua potable, se recomienda el uso de recipientes con gabinete protector y vasos desechables, o a travs de bebederos porttiles.

Prevencin y Control de incendios

Se debera instruir y capacitar personal en la prevencin y combate de incendios, y todo el personal que desarrolla labores en el tnel, debera estar advertido de las acciones a desarrollar en caso de producirse un siniestro.

Los equipos de extincin y cuadrillas entrenadas en la extincin de incendios deben estar disponibles en todo momento.

No se debera edificar ninguna construccin combustible, como por ejemplo un local de almacenamiento, a menos de 30 metros de la entrada del tnel o de los locales donde se encuentren los ventiladores.

Todos los materiales combustibles se debern almacenar en una construccin destinada para este fin, situada a una distancia mnima de 30 metros de la entrada del tnel.

En toda maquinaria o equipo instalado, operado o mantenido en el tnel, se deben prevenir calentamientos peligrosos.

Donde se efecten trabajos de soldadura u oxicorte deber existir:

Pantallas antideflagrantes para proteger los elementos de entibiacin de madera y dems armazones o materiales combustibles.

Se debera disponer de extintores apropiados al alcance de la mano.

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Se debera mantener una vigilancia constante para prevenir todo riesgo de incendio.

No se debe comenzar con los trabajos de soldadura, hasta despus que se haya humedecido a fondo el lugar; una vez terminados stos y antes de abandonar el trabajo, el rea debe humedecerse nuevamente y mantenerse bajo inspeccin alrededor de 8 horas.

PREVENCIN Y CONTROL DE RIESGOS ELCTRICOS DISPOSICIONES GENERALES

Las instalaciones y equipos elctricos, usados en las faenas de construccin de tneles deben cumplir las normas nacionales establecidas por la Superintendencia de Electricidad y Combustibles u organismo asignado segn D.F.L. N 1 de 13 de septiembre de 1982 y sus modificaciones posteriores.

Personal autorizado

La administracin debera designar a una persona calificada como encargada de desarrollar la mantencin o la reparacin de los equipos e instalaciones elctricas y de llevar actualizado un registro de estos servicios y del personal autorizado.

Ninguna persona debera instalar, operar, ajustar, reparar, examinar o trabajar en instalaciones o equipos elctricos, sin haber sido instruida y autorizada por la administracin.

Iluminacin

Se proporcionar iluminacin elctrica, en cantidad y calidad suficiente, para permitir el paso seguro en todas las zonas. Los accesorios debern ser no metlicos, estancos al polvo y al agua.

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Se deber tener lmparas y otras luces de emergencia, fcilmente disponibles, en los sitios en que una falla de corriente pueda ser peligrosa.

Los equipos y maquinarias en general deberan estar suficientemente iluminados, para que puedan distinguirse fcilmente los rganos mviles.

Comunicaciones

Se debe instalar un telfono u otro sistema de comunicaciones, que garantice la comunicacin permanente entre el frente de trabajo y/o la galera de avance y la boca del tnel, con extensiones junto a los aparatos ventiladores y a otros sitios donde se esttrabajando.

Ventilacin

En todas las obras subterrneas de construccin de tneles, la atmsfera debera purificarse suministrando aire respirable en toda la extensin del tnel, por medio de una corriente de aire que permita mantener las buenas condiciones ambientales de trabajo.

En particular se debe lograr:

Evitar una elevacin excesiva de la tempera-tura.

Mantener la concentracin de polvo, gases y humos nocivos dentro de lmites admisibles.

Impedir que el contenido en oxgeno de la atmsfera descienda por debajo del 19,5%.

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Cuando se proceda a la voladura de barreno:

Se debera prever un sistema de ventilacin artificial, que asegure cantidad de aire suficiente, en el frente de ataque.

Despus de cada voladura, se debera evacuarel polvo del frente de ataque en la mayor cantidad posible, mediante ventilacin por aspiracin.

En caso necesario, se debera instalar un sistema de ventilacin adicional para eliminar los humos.

IV.- Prevencin y control de riesgos en el uso de explosivos

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Voladuras y pegas

Corresponde al proceso de fragmentar o desgarrar materiales slidos, tales como rocas, tierra o mampostera por medio de una carga explosiva.

Disposiciones Generales

La persona que manipula explosivos, cualquiera que sea su naturaleza, deber contar con licencia vigente, otorgada por la autoridad fiscalizadora respectiva, de acuerdo con la reglamentacin actual vigente.

Sin perjuicio de las exigencias de conocimientos tcnicos en el uso de los explosivos que exige la Ley N 17 798 sobre Control de Armas y Explosivos, las empresas debern capacitar, especficamente, al personal en el manejo de los explosivos usados en la faena.

Con el objeto de impedir la entrada de personas en la zona peligrosa mientras se efectan trabajos de voladura:

Se deberan apostar vigas alrededor de la zona de operaciones.

Se deberan desplegar banderines de aviso; y

Se deberan fijar avisos bien visibles en diferentes puntos alrededor de la zona de operaciones.

En los avisos del inciso anterior se debera indicar:

-Que se estn empleando explosivos.

-Las seales acsticas utilizadas antes de proceder a la voladura, despus de pasado el peligro.

-Cules son los banderines de aviso utilizados, incluido el bandern de fin de peligro.

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Inspecciones antes y despus de una Voladura

No se debera volar ningn barreno hasta que:

Despus de haber avisado debidamente a las personas que se hallen en peligro y stas se hayan guarecido.

Se hayan guardado los explosivos sobrantes en lugar seguro.

La persona responsable haya dado la seal convenida de antemano, en caso que se encuentre cierto nmero de personas en las inmediaciones.

Se deberan volar todos los barrenos lo antes posible despus de cargados.

Todos los barrenos que puedan repercutir entre s, deberan volarse al mismo tiempo o en rpida sucesin.

Donde haya peligro de que las rocas vuelen, o donde existan construcciones, o sistemas de transporte cercanos, se debera recubrir la superficie de voladuras con esteras, fajinas u otros medios adecuados para impedir la proyeccin de fragmentos.

En los barrenos de ms de tres metros de profundidad slo deberan utilizarse ignitores elctricos o mechas detonantes.

Encendido de la mecha

Manjese la mecha con cuidado para evitar daar el forro.

En tiempo fro se debe calentar, ligeramente, antes de usar para evitar que se agriete el impermeabilizante.

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Use tramos largos de mecha, nunca menores de 0,60 centmetros, para que el dinamitero tenga tiempo de guarecerse.

No corte la mecha sino hasta que est listo para meterla en la cpsula.

Recorte una o dos pulgadas para asegurar que la punta est seca.

Con una cuchilla limpia y afilada haga un corte recto en la mecha.

Coloque la mecha con suavidad contra la carga del fulminante y evite torcerla una vez colocada.

Las cpsulas deben plegarse nicamente con la herramienta adecuada para el efecto, y sedeben asegurar, firmemente a la mecha.

Voladura sin barreno

Es el mtodo que se emplea para romper rocas sueltas y peascos, disparando una carga de dinamita de alta velocidad en la superficie de la roca, sin ms cubrimiento que unas cuantas paladas de lodo, arena o arcilla.

Este mtodo ocasiona un tremendo golpe de aire y puede provocar quejas en sitios poblados.

Inspeccin despus de la voladura

Nadie debera volver a la zona de voladura, hasta que la persona responsable haya dado una seal clara indicando que:

Se han disipado el humo y los gases.

El dinamitero ha examinado cuidadosamente la zona y comprobado que no hay mechazos, barrenos volados parcialmente, restos de explosivos ni ninguna otra causa de peligro.

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Despus de una voladura, se debera limpiar la zona de todos los trozos de piedra que hayan quedado sueltos y el escombro se desprender del corte antes de continuar los trabajos.

En la voladura con mecha, si se produce o se teme que se haya producido un mechazo, nadie debera regresar a la zona de voladura antes de transcurrido una hora, como mnimo, o durante el lapso de tiempo que determine la persona responsable.

Acuadura

La cada de rocas y de planchones podra ocasionar serios accidentes a los trabajadores, como as tambin, daos a equipos, maquinarias e instalaciones.

Para prevenir la ocurrencia de la cada de planchones o rocas, es necesario, despus de cada voladura y antes de iniciar cualquier faena, realizar faenas de acuadura para evitar la ocurrencia de estos accidentes y sus lamentables consecuencias.

El trabajo de acuadura se deber iniciar partiendo desde la zona segura, acuando en avance, para de esta forma quedar siempre ubicado bajo lugares ya acuados y aproximarse en forma segura hacia el frente de avance.

Se debera acuar en primer lugar el techo, dejndolo tan liso como sea posible y luego acuar las paredes de la excavacin.

Si no se puede desprender un planchn, deber informarse al supervisor, quin debe adoptar medidas de control por medio del uso de explosivos, fortificacin, sealizacin o cierre del rea peligrosa. En ningn caso se debe omitir esta situacin, dejando un planchn sin control.

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Almacenaje y empleo de explosivos

La construccin y ubicacin de los almacenes de explosivos, debern cumplir con las normas legales vigentes.

Los equipos para las voladuras y las herramientas de carguo del disparo, no se deben guardar en los almacenes de explosivos, sino en recintos construidos especialmente para este fin, de modo que se mantengan en buenas condiciones de trabajo.

El piso y el techo de cada almacn de explosivos y el rea que lo rodea, debern mantenerse limpios, secos y libres de partculas o elementos explosivos.

V.- Transporte

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El personal solamente puede utilizar los medios de transporte permitidos y autorizados y respetar las normas de seguridad existentes para ello.

Las cintas transportadoras deben estar protegidas en todo su recorrido y disponer de cable de paro de emergencia.

Si el sistema es por vagones, es importante dimensionar el tipo de carril y que est fuertemente sujeto a las soleras.

VI.- Planes para acciones de emergencia

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En todos los lugares, independientemente del tamao, debe existir una organizacin establecida para llevar a efecto los planes de emergencia.

Deben colocarse instrucciones y planos, en lugares visibles y de fcil acceso, para que los trabajadores los conozcan y sepan actuar en todo momento.

Debe ponerse un diagrama, actualizado diariamente, de los trabajos subterrneos, bien visible en todas las entradas.

Deben marcarse claramente las rutas seguras y bien planificadas de acceso y escape.

Los principales riesgos incluyen:

Falla de los soportes temporales de las paredes y techo del tnel y/o derrumbamiento de tierra en la pared de excavacin, que puede estar acompaada de una inundacin de agua.

Insuficiencia de oxgeno.

Incendios de materiales almacenados,instalaciones elctricas, vigas de madera y combustibles.

Fallas de la instalacin y electricidad.

Paralizaciones, cualquiera que sea la causa.

Primeros auxilios

Cada proyecto de tnel, debera contar con la instalacin de una unidad de primeros auxilios y personal capacitado para su atencin.

Los botiquines, camillas y dems equipamiento necesario para trasladar heridos deben mantenerse limpios y estar instalados en lugares accesibles, listos para su uso.

VII.- Mantencin y conservacin de tneles

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La mantencin, corresponde a todas aquellas operaciones menores que se efectan a los equipos e instalaciones de un tnel, con el objetivo de conservarlos en ptimas condiciones de operacin.

La conservacin, por su parte, corresponde a las operaciones necesarias de realizar a la infraestructura misma del tnel, como reparaciones de pavimentos, paredes y techo, con el fin de proporcionar condiciones de trnsito expeditas y seguras, tanto en circunstancias normales como en situaciones de emergencia.

PRINCIPALES EQUIPOS A MANTENER EN UN TNEL

En el exterior del tnel:

Ventiladores de inyeccin.

Ventiladores de aspiracin.

Subestacin elctrica y grupo electrgeno de emergencia.

Tablero elctrico de distribucin y comandos.Equipo de registro y control de CO.

Central telefnica.

Panel de control de trnsito.

Equipos de aire comprimido.

Iluminacin de accesos.

Semforos.

En el interior del tnel:

Nichos para la deteccin de CO y toma de muestra.

Casetas con elementos contra incendios.

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Alarmas contra incendio.

Cmaras de televisin.

Sistema de iluminacin.

Demarcacin de pista en base a tachas, pintura reflectante y/o delineadores.

Altavoces.

Ductos de aire:

a) Red de caeras de agua.

b) Canaletas con cables elctricos, de control, de comunicaciones, de video y de CO.

c) Toberas de regulacin de aire.

d) Sensores de temperatura de aire fresco y aire viciado.

e) Sistemas indicadores de velocidad de vehculos.

Las faenas de conservacin, consistirn principalmente en:

Reparaciones de pavimentos, paredes y techo.

Aseo peridico de pasillos, bermas y canaletas para evitar la acumulacin de polvos.

Lavado de las superficies de los tneles tales como: paredes, techo y piso revestidos con hormign, azulejos o estucos, mediante sistemas de chorro de vapor de agua con detergentes o mtodos similares.

Pintado anual de elementos metlicos, luminarias, casetas de incendio, telfonos y letreros.

Los trabajos de mantencin y conservacin se deberan realizar durante las horas de menor intensidad de trnsito, preferentemente en horario nocturno.

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Gua de Autoevaluacin

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Nota: La siguiente gua de autoevaluacin permitir poner en prctica los aprendizajes desarrollados durante el curso.

1- Las mezclas de los enlechados que se usan en el homigonado pueden afectar:

a) La piel.b) Los ojos.c) Ambos.

CURSO: Construccion de tuneles.

NOMBRE : FECHA : / /

FACILITADOR: PTJE: NOTA:

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2- En caso de peligro de derrumbes, el personal debe:

a) Ser evacuado en su totalidad.b) Ser evacuado parcialmente.c) Seguir trabajando normalmente.

3- Los materiales combustibles deben almacenarse a una distancia mnima de la entrada del

tnel de:

a) 15 metros. b) 30 metros.

c) 40 metros.

4- Para trabajos en caliente se debe:

a) Contar con un permiso previo.b) Contar con pantallas antideflagrantes.

c) Ambas.

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