Reconocimiento Del Terreno

Reconocimiento del terreno E.T.S.E.C.C.P.B. – U.P.C.

RECONOCIMIENTO DEL TERRENO

FASE DEL PROYECTO OBJETIVOS MÉTODOS

ESTUDIOS PREVIOS

Cartografía a diferentes escalas:• 1/200.000 • 1/100.000 • 1/50.000 Litología Unidades geoestructurales Estudio general de las

formaciones Modelo Geológico

Información bibliográfica Cartografía Geológica

existente

ANTEPROYECTO

Cartografía a escalas de mayor detalle: • 1/25.000 • 1/10.000 Unidades rocosas homogéneas

(características) Plegamientos, fallas,

discontinuidades (frecuencia, orientación, características, ...) Investigación hidrogeológica

Fotointerpretación Geofísica Sondeos mecánicos /

ensayos Reconocimiento de campo Túnel piloto

PROYECTO

Cartografía de detalle: • 1/5.000 • 1/1.000 • 1/500 • 1/250 (Emboquilles) División, en detalle, de las

unidades rocosas Estudio de discontinuidades

(también en detalle) Interpretación geotécnica

(deslizamientos, alterabilidad, clasificación geomecánica, parámetros de resistencia, deformabilidad, ...) Acuíferos: Permeabilidad,

Transmisividad, ...

Fotointerpretación Geofísica Sondeos mecánicos

• Uno cada 50 m o bien cada 100 m

Ensayos (campo, laboratorio, ...)

CONSTRUCCIÓN

Cartografía de detalle (Planta y alzado) a pie de obra: • 1/1.000 • 1/250 Comparación con lo previsto en

la fase de proyecto => Decisión sobre nuevas campañas y/o posibles modificaciones de proyecto Previsión de la calidad del

macizo rocoso por delante del frente. Presencia de agua

Reconocimiento de detalle (Guía: clasificaciones geomecánicas) Sondeo de avance (no

siempre): 20 m – 50 m Ensayos especiales

• Tensiones “in situ” en túneles profundos

• Auscultación (deformaciones, tensiones, ...)

Tabla I. Reconocimiento del terreno en las distintas fases de construcción de un túnel

Ingeniería Geológica. Excavaciones Subterráneas 1


CALIDADES DEL TERRENO Es conveniente agrupar el terreno en categorías para poder diseñar un tipo de sostenimiento adecuado a las características del mismo. Para ello, debemos tener en cuenta numerosos factores que se recogen en el índice RMR definido por Hoek y Brown, o bien en el índice Q de Barton de las clasificaciones geomécanicas modernas y que trataremos en profundidad en el siguiente tema. A modo de apunte, se muestra un ejemplo real de clasificación de las calidades del terreno adoptadas para la línea ferroviaria de Alta Velocidad Madrid-Sevilla inaugurada en Abril de 1992 con motivo de la Exposición Universal.

CALIDADES DEL TERRENO Nº CALIDAD LITOLOGIA/ESTRUCTURA SOSTENIMIENTO

1 BUENA MUY BUENA

Cuarcitas Areniscas Granitos Rocas metamórficas con grado

de fracturación bajo

Bulones puntuales Ocasionalmente una capa de

sellado de hormigón proyectado (HP) de un espesor < 5 cm

2 MEDIA MEDIA-ALTA

Pizarras y areniscas de escasa fracturación y baja alteración

Bulones: 2 – 3 m2 HP: 10 cm

3 BAJA

Pizarras alteradas Alternancia: areniscas y

pizarras fracturadas y alteradas Granitos muy fracturados

(Diques de pórfidos)

Bulones: 1 – 2 m2 HP: 15 cm Cerchas: TH 21 / 1 –1.5 m

4 MALA MUY MALA

Pizarras arcillosas muy alteradas y fracturadas Zonas muy tectonizadas Pizarras con juntas de bajo

rozamiento

Cerchas HEB 160 / 0.5 – 1.0 m HP: e = 25 – 30 cm

5

CALIDAD MEDIA CON DISCONTI-

NUIDADES EN ORIENTACIÓN

PÉSIMA (Inestabilidades

locales)

Cerchas HEB 160 / 0.5 – 1.0 m Chapa Bernold Anillo de hormigón 30 cm

(blindaje total del túnel)

Tabla II. Clasificación de las distintas calidades y sostenimiento

propuesto de acuerdo con las características del terreno Asimismo se apuntan las características generales de las excavaciones de dicha L.A.V..

• 15 Túneles doble vía. Aneta ≈ 75 m2 ; Aexcavada < 100 m2. • Longitudes: 250-2540 m (Long. Total: 15.1 Km). • Recubrimientos: 40-100 m (máx: 150 m).



• Sostenimiento. Se definieron en proyecto 5 tipos. Integran:

o Bulones inyectados (φ = 25 mm; L = 3.50 – 6 m) o H.P. armado (malla, fibras). o Cerchas metálicas (TH 21, HEB 160). o Placa troquelada Bernold + Hormigon (30 cm)

• Excavación:

2 fases: * Calota h =4.60 – 6 m 3 fases: * Destroza h: resto hasta 9 m

* (Contrabóveda)

• Perforación

o Explosivos (Jumbos hidráulicos 3 brazos) o Rozadoras o Martillos hidráulicos

• Incidencias durante la excavación: o En AVANCE (en pizarras arcillosas):

Dos hundimientos (≈ 20 m) Inestabilidad frente (huecos de 50 – 150 m)

En función de la calidad de la roca:

1) BUENA: 3.50 m 2) MEDIA: 2.50 – 1.50 m 3) BAJA: 1.50 – 1.00 m 4) MUY BAJA: Fallas y contactos mecanizados Pizarras alteradas muy fracturadas Discontinuidades de orientación muy desfavorable (Ocasionó graves problemas de estabilidad a corto plazo (frente)) Provocó un avance de: 0.50 – 1.00 m + tratamientos adicionales

- Capas sellado de HP - Machón central - Inyecciones por delante - Paraguas: L = 6 – 12 m ; e = 30 mm ; IPN 80

o En DESTROZA:

Un hundimiento (≈ 20 m) Descalces del sostenimiento

Calidad BUENA – MEDIA: 3.50 m. Explosivos, Taladros hor.

También medios mecánicos. En general similar a AVANCE L = 25 – 50 m Rampas de acceso (destroza-avance): L ≈ 30 m A veces en destroza: HP y Paraguas



DATOS A TOMAR EN EL TÚNEL DURANTE LA EXCAVACIÓN • Naturaleza y litología del terreno en el frente • Grado de alteración • Disposición, frecuencia, separación y estado de las familias de discontinuidades • Presencia de accidentes geológicos (fallas, pliegues, etc) • Condiciones de estabilidad del pase excavado • Presencia de agua • Índice de calidad RMR • Dibujos / Esquemas • Convergencia en estaciones cada 25-50 m, incluso 5-10 m (a diario, semanal, 15

días, 1 mes) • Ocasionalmente cerchas instrumentadas con galgas extensométricas (presiones) TRATAMIENTOS ADICIONALES EN EL AVANCE SI EL TERRENO ES MUY MALO • Sellado con HP • Machón central o Tacón de tierras • Inyecciones por delante del frente • Bulonado por delante del frente • Paraguas ligero o pesado de micropilotes



BIBLIOGRAFÍA

• Alonso, E. “Apuntes de la asignatura de Túneles. Teoría 1ª Parte.: Reconocimiento del terreno”. UPC, E.T.S.E.C.C.P.B. Edición 2002.

• Gens, A. “Apuntes de la asignatura de Cimentaciones: Reconocimiento del

terreno”. UPC, E.T.S.E.C.C.P.B. Edición 2002. • Mensaña, F. (1997).Capítulo 2, El proyecto de túneles. “Manual de Túneles y

Obras Subterráneas”. Editor: Carlos López Jimeno et al. Madrid : Gráficas Arias Montano, 1997 (1082p.) 1ª edición.


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