INTRODUCCION PARA ESTUDIO DE TUNELES

1. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL
CENTRO DEL PERU
FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS

4. INTRODUCCIÓN
La construcción de túneles es una disciplina altamente
especializada que exige la aplicación de métodos y sistemas
de trabajo que permitan obtener rendimientos adecuados
manteniendo en todo momento la seguridad; para lo cual, se
requiere de personal altamente calificado, responsable y con
amplia experiencia en la materia

5. CONSTRUCCIÓN DE TÚNELES PARA DIVERSOS OBJETIVOS
Túneles
carreteros
Túneles uso
hidráulico

6. CLASIFICACIÓN DE LOS TÚNELES
TUNELES
USOS SECCION MATERIAL
CARRETEROS
FERROVIARIOS
HIDRAULICOS
OTROS
CIRCULAR
GEMELOS
MÚLTIPLES
AISLADOS
OTROS
ROCA
SUELO
ARTIFICIAL

7. DEFINICION DE TUNEL
Excavación subterránea con
características técnicas para
un determinado uso
Tramo de carretero largo y
cubierto

8. HISTORIA DE CONSTRUCCIÓN DE TÚNELES
Se debe retroceder hasta la mitad del siglo XIX
para encontrar los precursores de las que
ahora sabemos ser maquinas excavadoras de
túneles
(TBM: Tunnel Boring Machine), aunque con
tales precursores el trabajo de la excavación o
del
arranque en sí del terreno era de hecho aún
ejecutado directamente por los mineros,

9. “TUNNEL BORING MACHINES (TBM)
Con el ´900 las TBM de Escudo se iniciaron
a
emplear también en los Estados Unidos y
para
controlar la estabilidad del frente del túnel
en las excavaciones que debieron
ejecutarse debajo del nivel freático ó, en
otros casos, bajo condiciones de terrenos
especialmente difíciles

10. La máquina excavadora (TBM) de escudo completo Lovat,
utilizada para el proyecto, tiene un diseño de su cabeza
cortadora (figura 4) para trabajar con frente cerrado y está
equipada para la extracción del material mediante un tornillo
sin fin, ubicado en posición baja dentro de la sección para
permitir la excavación en modo de presión balanceada en el
frente

11. De acuerdo a las
condiciones del terreno
se utiliza el método de
perforación y voladura
con el empleo de
diversos equipos para su
ejecución

12. EXCAVACIONES DE TÚNELES
La excavación dentro de la ejecución de una obra subterránea, viene
asociada a la naturaleza del terreno y en su conjunto al macizo
rocoso. El
sistema de excavación también está relacionado con el método
constructivo y
la mayoría de veces intrínsecamente ligado.
Podríamos dividir los sistemas de excavación en dos grupos
principales:
perforación y voladura, y excavación mecánica.
Generalmente se dividen los sistemas de excavación en dos grandes
campos: la excavación en rocas (por norma general zonas interurbanas) y la
excavación en suelos y rocas de baja competencia (zonas urbanas).

13. EXCAVACIÓN POR EL SISTEMA PERFORACIÓN Y VOLADURA
El sistema de perforación y voladura está basado en
la expansión de gases y generación de vibraciones que
se producen en la detonación de barrenos cargados en
el frente. El resultado de la detonación produce la
rotura de la estructura del macizo, que permite su posterior
desescombro y el avance correspondiente.

14. El sistema de perforación y voladura como sistema de excavación de túneles es
todavía hoy el más utilizados, debido principalmente a que puede adaptarse,
con baja inversión inicial, a gran variabilidad de terrenos y secciones.
Utilizándose en rocas a partir de 80 MPa (rotura a compresión) y desde secciones
para galerías de evacuación de personal a grandes
secciones en grandes cavernas.
Por el contrario, presenta el inconveniente de la irregularidad en el perfilado de la
excavación, con el debido sobrecosto en el sostenimiento y revestimiento.
También es importante observar que las vibraciones y las detonaciones son tema
a tener en cuenta en zonas urbanas por la molestia que ocasiona no solo a las
personas sino también por la afección a edificios.

16. SISTEMA DE EXCAVACION MECÁNICA
La excavación mecánica se basa en la acción directa y continuada de
picas y útiles de corte sobre el sustrato rocoso para vencer su resistencia
y permitir su excavación. Atendiendo a esta definición se definen
tres sistemas diferenciados.
-Retroexcavadoras y martillos hidráulicos
-Rozadoras
-Tuneladoras (TBM)
.

17. Retroexcavadoras y
martillos hidráulicos

18. -Rozadoras

19. Tuneladoras (TBM)

20. las tuneladoras EPB
(Earth Pressure Balance),

21. ELECCIÓN DEL SISTEMA DE EXCAVACIÓN.
La elección del método de excavación es de vital importancia
ya que depende la viabilidad de la obra. En la elección influirán
de manera directa, las características del terreno, la proximidad
a zonas urbanas de la obra, la longitud del túnel, condicionantes
geométricos,. teniendo en cuenta siempre los aspectos
económicos y el plazo de entrega de la obra.