RECONOCIMIENTO DEL TERRENO

Reconocimiento del terreno
E.T.S.E.C.C.P.B. – U.P.C.
RECONOCIMIENTO DEL TERRENO
FASE DEL
PROYECTO
ESTUDIOS PREVIOS
ANTEPROYECTO
PROYECTO
CONSTRUCCIÓN
OBJETIVOS
Cartografía a diferentes escalas:
• 1/200.000
• 1/100.000
• 1/50.000
Litología
Unidades geoestructurales
Estudio general de las
formaciones
Modelo Geológico
Cartografía a escalas de mayor
detalle:
• 1/25.000
• 1/10.000
Unidades rocosas homogéneas
(características)
Plegamientos, fallas,
discontinuidades (frecuencia,
orientación, características, ...)
Investigación hidrogeológica
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, ...
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
MÉTODOS
Información bibliográfica
Cartografía Geológica
existente
Fotointerpretación
Geofísica
Sondeos mecánicos /
ensayos
Reconocimiento de campo
Túnel piloto
Fotointerpretación
Geofísica
Sondeos mecánicos
• Uno cada 50 m o bien
cada 100 m
Ensayos (campo,
laboratorio, ...)
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
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Reconocimiento del terreno
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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
LITOLOGIA/ESTRUCTURA
SOSTENIMIENTO
Bulones puntuales
Cuarcitas
Ocasionalmente una capa de
Areniscas
BUENA
sellado
de
hormigón
Granitos
MUY BUENA
proyectado (HP) de un
Rocas metamórficas con grado
espesor < 5 cm
de fracturación bajo
MEDIA
Pizarras y areniscas de escasa
Bulones: 2 – 3 m2
MEDIA-ALTA
fracturación y baja alteración
HP: 10 cm
Bulones: 1 – 2 m2
Pizarras alteradas
HP: 15 cm
Alternancia:
areniscas
y
BAJA
Cerchas: TH 21 / 1 –1.5 m
pizarras fracturadas y alteradas
Granitos muy fracturados
(Diques de pórfidos)
Cerchas HEB 160 / 0.5 – 1.0
Pizarras
arcillosas
muy
m
alteradas y fracturadas
MALA
HP: e = 25 – 30 cm
Zonas muy tectonizadas
MUY MALA
Pizarras con juntas de bajo
rozamiento
Cerchas HEB 160 / 0.5 – 1.0
CALIDAD
m
MEDIA CON
Chapa Bernold
DISCONTIAnillo de hormigón 30 cm
NUIDADES EN
(blindaje total del túnel)
ORIENTACIÓN
PÉSIMA
(Inestabilidades
locales)
Nº
CALIDAD
1
2
3
4
5
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).
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Reconocimiento del terreno
•
Sostenimiento. Se definieron en proyecto 5 tipos. Integran:
o
o
o
o
•
Bulones inyectados (φ = 25 mm; L = 3.50 – 6 m)
H.P. armado (malla, fibras).
Cerchas metálicas (TH 21, HEB 160).
Placa troquelada Bernold + Hormigon (30 cm)
Excavación:
2 fases:
3 fases:
•
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* Calota
* Destroza
* (Contrabóveda)
h =4.60 – 6 m
h: resto hasta 9 m
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
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DATOS A TOMAR EN EL TÚNEL DURANTE LA EXCAVACIÓN
•
•
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•
•
•
•
•
•
•
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
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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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