UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCAFACULTAD DE INGENIERAESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERA DE MINAS

CONTENIDO INTRODUCCIN....................................................................................................3 RESUMEN.............................................................................................................4 OBJETIVOS............................................................................................................5 Objetivo general: .................................................................................................5 Objetivos especficos: ..........................................................................................5 CAPITULO I............................................................................................................6 1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.................................................................6 1.1.1. TITULO.........................................................................................................6 1.1.2. FORMULACION DEL PROBLEMA DE INVESTIGACION..................................6 1.1.3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA..............................................................6 1.1.4. JUSTIFICACIN............................................................................................6 CAPTULO II ASPECTOS GENERALES......................................................................7 2.1. UBICACIN.....................................................................................................7 2.2. ACCESIBILIDAD................................................................................................8 2.3. CLIMA, VEGETACIN Y USO DE LA TIERRA....................................................8 2.4. GEOLOGIA......................................................................................................8 2.4.1. FORMACIONES GEOLOGICAS......................................................................8 2.5. ETROGRAFIA...................................................................................................9 2.6. STRATIGRAFA.................................................................................................9 CAPTULO III: METODOLOGA DE TRABAJO..........................................................10 3.1. PROCEDIMIENTO...........................................................................................10 3.2. EQUIPO Y MATERIAL DE TRABAJO:................................................................11 CAPITULO IV: MARCO TEORICO .124.1. CLASIFICAION GEOMECANICA RMR..124.1.1 .PRIMER PARAMETRO: RESISTENCIA DE LA ROCA SANA.............................13 4.1.2. SEGUNDO PARAMETRO: CALCULO DEL RQD..............................................14 4.1.3. TERCER PARAMETRO: SEPARACION DE LAS DISCONTINUIDADES..............164.1.4. CUARTO PARAMETRO: CONDICIONES DE LAS DISCONTINUIDADES.......... 17 4.1.5. QUINTO PARAMETRO: LA PRESENCIA DE AGUA.........................................18 4.1.6. SEXTO PARAMETRO: ORIENTACION DE LAS DISCONTINUIDADES..............194.2. CUADRO GUIA PARA EXACAVACION Y SOPORTE EN TUNELES (BIENIAWSKI)........................................................................................................ 214.3. CUADRO RESUMEN........................................................................................ 23 5. RESULTADOS Y ANALISIS................................................................................... 245.1. CALCULO DEL RMR PARA LA LUITA.................................................................24 5.2. CALCULO DE RQD ........................................................................................... 255.3. CALCULO DEL RMR TOTAL ..............................................................................32 6. CONCLUSIONES Y RECOMEDACIONES.................................... 337. BIBLIOGRAFA.................................................................................................. 348. ANEXOS..35

INTRODUCCION

Las clasificaciones geomecnicas constituyen actualmente un mtodo fundamental para la caracterizacin geomecnico de los macizos rocosos ya que permiten obtener parmetros de resistencia y deformabilidad del macizo y estimar los sostenimientos de un tnel.Las clasificaciones geomecnicas ms utilizadas en tneles son la RMR y la Q. Si bien ambas fueron desarrolladas para estimar sostenimientos, el parmetro RMR se ha ido consolidando como un ndice geomecnico para la evaluacin de las propiedades del macizo rocoso, usndose igualmente para la evaluacin del sostenimiento. Un tnel es una obra de ingeniera que para su construccin, requiere de tcnicas, productos, equipos especiales y de anlisis geolgicos, geotcnicos e hidrulicos; este es realizado por especialistas, una vez que se ha definido el proyecto de construccin de un tnel. Se conoce las condiciones y caractersticas del lugar, eligiendo el proceso constructivo que conviene para su construccin. Segn las dimensiones del proyecto, se deben de considerar otros factores como son seguridad, economa y durabilidad de la obra.

RESUMEN

El presente trabajo corresponde al estudio minucioso y detallado de una excavacin subterrnea en la zona de Otuzco-Cajamarca, utilizando el mtodo de Q de Barton para luego poder determinar el tipo de sostenimiento que se va utilizar con el fin de poder estabilizar la labor subterrnea en dicha labor subterrnea .

Durante el desarrollo de proyectos de ingeniera resulta de vital importancia los estudios y reconocimientos previos de la futura zona de ejecucin de las obras. El apropiado dimensionamiento de las secciones de sostenimiento de un tnel depende del ajuste de los parmetros usados inicialmente en la ejecucin de los clculos. Una prctica muy comn en ingeniera de obras subterrneas es hacer una estimacin del sostenimiento a travs del uso de las llamadas clasificaciones geomecnicas. A da de hoy, las clasificaciones universalmente ms utilizadas son el ndice RMR de Bieniawski y el ndice Q de Barton.El trabajo de investigacin desarrollado se centra en proporcionar una correlacin entre los dos ndices de calidad, con la intencin de proveer una herramienta que ayude en las fases de diseo y en el control diario de la ejecucin de los trabajos constructivos.

OBJETIVOS

Objetivo general:

Conocer el comportamiento geomecnico del macizo rocoso presente en el rea de estudio.

Objetivos especficos:

Aplicar los conceptos tericos en la prctica mediante la clasificacin del macizo rocoso. Determinar la calidad de la roca del macizo rocoso del rea. Identificar las diferentes fracturas, diaclasamientos, y fallas existentes en el macizo rocoso. Realizar los clculos geomecnicos del macizo rocoso Determinar el tipo de sostenimiento que se tendra que utilizar si fuera el caso, dependiendo el tipo de macizo que resulte.

CAPITULO I

1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.1.1. TITULO

Estudio geomecnico de un tnel ubicado en Otuzco

1.1.2. FORMULACION DEL PROBLEMA DE INVESTIGACION

Cajamarca es una zona que cuenta con numerosos recursos naturales, que son susceptibles de ser aprovechados, la zona de Otuzco cuenta con una carretera asfaltada la cual lleva a la al aeropuerto de Cajamarca. Ahora bien en la zona se encuentra un tnel la cual no se sabe exactamente cul fue el fin de dicho tnel, pero es de relevante importancia conocer la caracterizacin de los macizos rocosos de la zona, con respecto a su competencia, resistencia a la compresin, etc., para as poder conocer si es necesario colocar un tipo de sostenimiento para ms seguridad.

1.1.3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Mediante el estudio geomecnico podremos determinar el tipo de sostenimiento a utilizar en el tnel ubicado en Otuzco?

1.1.4. JUSTIFICACIN

Antes de realizar un trabajo es importante el estudio y anlisis del macizo rocoso para determinar si la roca es competente, puesto que este criterio tiene un rango de aplicacin bastante amplio: en la estabilidad de taludes, la seguridad de tneles, como es en este caso, en labores de minera subterrnea, construccin de carreteras, etc.

CAPTULO II ASPECTOS GENERALES

2.1. UBICACIN Geogrficamente.- de acuerdo con el globo terrqueo el rea de estudios se encuentra ubicada en el continente americano.

Pas: Per el cual est ubicado en la regin occidental de Amrica del Sur.

Departamento: Cajamarca la cual se encuentra situada en la parte norte del Per.

COORDENADAS UTM

ESTE NORTE

7602419211481

ACCESIBILIDAD

El punto de encuentro fue en el paradero de Otuzco para llegar a dicha zona se puede hacer en cualquier tipo de vehculo ya sea de transporte pblico como la lnea 38, hasta cierta parte luego comienza una trocha carrozable un poco corta, para luego llegar a una parte donde es inaccesible para los vehculos ya que la zona es un poco abrupta.

2.3. CLIMA, VEGETACIN Y USO DE LA TIERRA

La zona de estudio comprende las altitudes entre los 2900 y los 3700 m.s.n.m. se encuentra dominada por un clima seco y semis eco frio. Con variaciones de temperatura entre el da y la noche.El clima de la zona es hmedo y moderado en dos pocas debidamente marcadas, una de lluvias que se inicia generalmente en octubre y concluye en abril y la otra ms seca desde mayo hasta septiembre.Las temperaturas promedio mnimas y mximas no varan mucho durante el ao. La diferencia de temperatura diurna es alrededor de 10C. El enfriamiento es fuerte durante las noches claras, lo que ocurre sobre todo en los meses secos, en los cuales aumenta la incidencia de heladas.La vegetacin que crece por la zona son: eucaliptos, pencas, arbustos silvestres

2.4. GEOLOGIA

2.4.1. FORMACIONES GEOLOGICAS

2.4.1.1. VOLCANICO SAN PABLO (Po- vsp)

Extensin: 113,408.61 Has.Esta unidad consiste en gruesos estratos de rocas volcnicas, intercaladas en la base con areniscas rojizas y en la parte superior de una espesa secuencia de aglomerados y piroclsticos bien estratificados. Alcanza un espesor de 900 m. El volcnico san pablo yace con suave discordancia erosional al volcnico Chilete e infrayace al volcnico Huambos en igual relacin.Edad y correlacin.- la ausencia de fsiles o estudios radiomtricos en el volcnico san pablo, se estima su edad en base a discordancias, mineralizacin e intensidad de plegamiento. La acumulacin volcnica de esta unidad tuvo lugar durante el palegeno- negeno. Se le correlaciona con el volcnico Lavasn.

2.5. PETROGRAFIA

TRAQUITA.- La traquita es unaroca volcnicacompuesta fundamentalmente por feldespato alcalino, tantosanidina comoanortoclasa. Estos pueden encontrarse como fenocristales y al mismo tiempo siendo las fases principales en la matriz de la roca. Algunos minerales mficos acompaantes pueden ser labiotita, los anfbolesy elclinopiroxeno. Podra llegar a tenercuarzoofeldespatoides. El ndice de color suele ser muy claro y no es frecuente que la matriz contenga un porcentaje importante de vidrio. En el esquema de clasificacin que se puede ver a la izquierda, se han destacado tambin los campos cuarzo-traquticos, traquticos con feldespatoides y equivalentes traquticos de feldespato alcalino.

CAPTULO III: METODOLOGA DE TRABAJO

La metodologa que se aplic est basada est ligada a la investigacin de tipo exploratoria mediante la observacin directa.

3.1. PROCEDIMIENTO

Recopilar y analizar la informacin de la zona de estudio u otros lugares. Construir el marco lgico-metodolgico para el Desarrollo del Proyecto de Investigacin. Observacin y obtencin, anlisis y discusin de la informacin de campo. sta actividad es interactiva y multidisciplinaria. Tratamiento de la informacin, compatibilizacin y Elaboracin del estudio geolgico de la zona. Elaboracin del Proyecto de Investigacin Geolgico en el rea que comprende.

3.2. EQUIPO Y MATERIAL DE TRABAJO:

a. Equipo de trabajo:

ALFARO VALENCIA, Antony. HERRERA IRIGOIN, Edilberto. MALIMBA VARGAS, Ams. TAFUR HERRERA, Ernesto.

b. Material de trabajo: Picota. G.P.S. Wincha. Brjula. Libreta de campo. Cmara Fotogrfica. Casco Linterna

CAPITULO IV: MARCO TEORICOTneles:Un tnel es una obra subterrnea lineal, construida en posicin horizontal o inclinada. Los tneles pueden tener entrada y salida a superficie o tambin desembocar por uno o ambos extremos en otras obras subterrneas. Tambin hay tneles que suelen denominarse socavones y solo tienen una salida a superficie mientras el otro extremo es ciego. Las dimensiones transversales de los tneles en general tienen variaciones reducidas, desde unos tres m hasta quiz unos quince mientras las longitudes pueden llegar a tener variaciones significativas, desde pocos metros hasta decenas de kilmetros. Cuando la seccin transversal de un tnel tiene pequeas dimensiones y puede ser excavado normalmente por trabajadores que laboran de pie, recibe el nombre de galera. Si el tnel tiene seccin tan pequea, que no puede ser excavado normalmente por trabajadores de pie, recibe el nombre de micro tnel. En este caso la excavacin se realiza con maquinaria teledirigida desde el exterior.PRINCIPALES CARACTERSTICAS DE LOS TNELESLos tneles se caracterizan por su trazado y seccin, definidos por criterios geomtricos de glibo, pendiente, radio de curvatura y otras consideraciones de proyecto. Bajo el punto de vista de la ingeniera los datos ms significativos son la seccin, perfil longitudinal, trazado, pendientes, situacin de excavaciones adyacentes, boquillas y accesos intermedios. En la Figura se muestran varias secciones tpicas de tneles y las denominaciones ms habituales.

El sostenimiento se refiere a los elementos estructurales de sujecin del terreno, aplicados inmediatamente despus de la excavacin del tnel, con el fin de asegurar su estabilidad durante la construccin y despus de ella, as como garantizar las condiciones de seguridad.

El revestimiento se coloca con posterioridad al sostenimiento y consiste en aplicar sobre dicho sostenimiento una capa de hormign, u otros elementos estructurales, con el fin de proporcionar resistencia a largo plazo al tnel y dar un acabado regular, mejorando su funcionalidad (condiciones aerodinmicas, impermeabilidad, luminosidad, albergar instalaciones y propiciar la esttica de la obra).

Las obras subterrneas ms conocidas son los tneles, pues encuentran una gran variedad de aplicaciones en ingeniera, llegando a tal importancia, que su desarrollo ha marcado la evolucin y avance de las dems obras subterrneas. Los tneles, dependiendo de su objetivo pueden ser viales, hidrulicos, comunales, mineros y especiales:

Tneles viales. Son aquellos que se construyen con destino a carreteras, ferrocarriles, accesos vehiculares o sistemas de trenes metropolitanos. Estos ltimos, por tener la caracterstica de construirse en reas urbanas y generalmente en terrenos blandos, constituyen clase aparte. Para cada objetivo el tnel tiene ciertas particularidades de tipo geomtrico y operativo que se manifiestan en su diseo.

Tneles hidrulicos. Son construidos para transportar agua, principalmente en hidroelctricas, abastecimientos, sistemas de riego, navegacin, canalizacin, etc.

Tneles comunales. Son tneles construidos principalmente en las ciudades con destino a pasos peatonales, cables, tuberas, etc. Estos tneles en general se construyen en terrenos blandos, bajo vas, casas y edificaciones citadinas, requirindose mtodos particulares de excavacin para evitar daos en las estructuras superficiales.

Tneles mineros. Estas son obras subterrneas construidas para acceder a una explotacin minera y sirve como va para transportar materiales extrados y suministros de explotacin. Tambin hay tneles mineros entre diferentes frentes de explotacin del yacimiento. En general estos tneles tienen carcter temporal, supeditados al tiempo requerido para explotar los minerales, luego de lo cual la obra se abandona.

Tneles especiales. Se construyen con destinacin especfica y pueden ser para instalar drenajes o equipos, investigar un lugar, realizar pruebas, maniobras militares, alojar bandas transportadoras, etc. Su geometra, mtodo constructivo y estructura se acomoda al objeto del tnel.

En la seccin transversal de un tnel se distinguen los siguientes elementos geomtricos:

Hastales. Son la parte lateral de la seccin. Tambin se les denomina paredes. Pueden ser rectos o curvos.

Bveda. Es la parte superior de la seccin. Tambin se le denomina clave. Es curva y solo puede ser plana en tneles de seccin rectangular.

Solera. Es la parte inferior de la seccin. Tambin se le denomina piso. Puede ser recta o curva

INFLUENCIA DE LAS CONDICIONES GEOLGICASAl excavar un tnel se pueden encontrar tres tipos de condiciones naturales que dan lugar a la prdida de resistencia del macizo y, por tanto, a problemas de estabilidad.

Orientacin desfavorable de discontinuidades. Orientacin desfavorable de las tensiones con respecto eje del tnel. Flujo de agua hacia el interior de la excavacin a favor de fracturas, acuferos o rocas carstificadas.

Estas condiciones estn directamente relacionadas con los siguientes factores geolgicos: estructura, discontinuidades, resistencia de la roca matriz, condiciones hidrogeolgicas y estado tensional. Por otro lado, la excavacin del tnel tambin genera una serie de acciones inducidas que se suman a las citadas condiciones naturales, como son:

Prdida de resistencia del macizo que rodea a la excavacin como consecuencia de la descompresin creada: apertura de discontinuidades, fisuracin por voladuras, alteraciones, flujos de agua hacia el interior del tnel etc. Reorientacin de los campos tensionales, dando lugar a cambios de tensiones. Otros efectos como subsidencias en superficie, movimientos de ladera, cambios en los acuferos, etc.

CALCULO DEL R.Q.D.La calidad de roca R.Q.D se puede determinar: Trozos de rocas testigos mayores de 10cm recuperados en sondeos. Nmero total de discontinuidades que interceptan una unidad de volumen (1m3) del macizo rocoso, definido mediante el parmetro Jv. Tericamente a partir de la densidad de las discontinuidades o frecuencia de las discontinuidades ( ) por Hudson, 1989.Para el primer caso se utiliza la primera frmula:.(A)Para el segundo caso se utiliza la siguiente frmula:

--------------------------------------------------------- (B)

Para el tercer caso se utiliza la siguiente frmula:

-------------------------------------------(C)

Donde:

El valor obtenido en las formulas A, B o C son comparados con la siguiente tabla:

ndice de CalidadR.Q.D. (%)CalidadValoracin

0 -25Muy mala3

25 50Mala8

50 75Regular13

75 90Buena17

90 100Excelente20

Asimismo, se puede buscar la valoracin para el RQD, a partir del siguiente grfico:

Grafico para calcular el parmetro de R.Q.D

NGI Sistema de Clasificacin de Barton (Q de Barton o ndice de Calidad Tunelera)El sistema propuesto, considera seis parmetros para definir la calidad de un macizo rocoso (ndice de Calidad Q), que son los siguientes:RQD: Parmetro definido por Deere (1964)Jn: Nmero de familias de discontinuidades.Jr: Rugosidad de las discontinuidades.Ja: Meteorizacin de las discontinuidades.Jw: Condicin de agua subterrneaSRF: Factor de reduccin del esfuerzo.Procedimiento de Clasificacin El primer cociente (RQD/Jn), representa la estructura del macizo rocoso y es una medida rudimentaria del tamao de los bloques o de las partculas con dos valores externos (100/0,5 y 10/20), con una diferencia de 400. Si se interpreta este cociente en unidades de centmetros, los tamaos de partculas de 200 a 0,5 cm se pueden apreciar como aproximaciones extremas pero bastante realistas. Probablemente, los bloques ms grande tendran varias veces este tamao y los fragmentos chicos menos de la mitad (partculas de arcilla no se toman en cuenta). El segundo cociente (Jr/Ja), representa de la rugosidad y las caractersticas de friccin de las paredes de las discontinuidades o de los materiales de relleno. Este cociente se inclina favor de discontinuidades rugosas e inalteradas que se encuentran en contacto directo. Se puede pensar que estas superficies estn cerca de la resistencia optima, que tendern a dilatarse fuertemente cuando este sometidas a tensiones cizallantes, y que por lo tanto, sern muy favorables a la estabilidad de in tnel.

El tercer cociente (Jw/SRF) consiste en dos parmetros de fuerzas. SRF es un valor de: a) La carga se disipa en el caso de una excavacin dentro de una zona de fallas y de roca empacada en arcilla.b) Las tensiones en una roca competente.c) Las cargas compresivas en rocas plsticas incompetentes. Se puede considerar como un parmetro total de tensiones.En cuanto al parmetro Jw, se trata de una medicin de la presin de agua que tiene un efecto negativo de la resistencia a la tensin cizallantes de las discontinuidades, debido a la reduccin en la tensin efectiva normal. El agua puede causar, adems, un ablandamiento de las arcillas e incluso, posiblemente, su lavado. Se demostr que es imposible combinar estos dos parmetros en trminos de tensiones normales efectivas ente bloques, ya que paradjicamente un valor alto de la tensin efectiva normal indica a veces condiciones menos estables que un valor bajo a pesar de tener una resistencia mayor a la tensin cizallante. El cociente (Jw/SRF) es un factor emprico complicado que describe las fuerzas activas.Se ve ahora que el ndice Q para tneles puede considerarse como una funcin de solo tres parmetros que son medidas aproximadas de:1. El tamao de bloques (RQD/Jn).2. La resistencia a la tensin entre bloques(Jr/Ja).3. Las tensiones activas (Jw/SRF)Para calcular el ndice Q se usa la siguiente expresin matemtica

El valor de Q vara entre 0,001 y 1000, dentro de este rango se definen nueve calidades de roca, tal como se muestra en la tabla siguiente:CALIDAD DE ROCAndice Q

Excepcionalmente mala0.001 - 0.01

Extremadamente mala0.01 - 0.1

Muy mala0.1 1.0

Mala1.0 4.0

Regular4.0 10.0

Buena10.0 40.0

Muy buena40.0 - 100.0

Extremadamente buena100.0 - 400.0

Excepcionalmente buena400.0 - 1000.0

Clasificacin y Valoracin de los Parmetros Individuales del Indice Q (Barton y Grimstad 1994)

NDICE DE CALIDAD DE ROCARQDOBCERVACIONES

A. Muy mala0 - 251. Cuando RQD, incluyendo cero, se puede utilizar el valor 10 para el RQD.2. Intervalos de 5 para RQD, sea 100, 95, 90 son precisos.

B. Mala25 - 50

C. Regular50 75

D. Buena75 90

E. Excelente90 - 100

Clasificacin segn el nmero de familiasNUMERO DE FAMILIASJnOBSERVACIONES

A. Masivo, sin o con pocas juntas0.5 1

1. Para cruces en tneles utilizar (3 x Jn).

2. Para portales utilizar (2 x Jn).

B. Una familia d juntas2

C. Una familia y algunas juntas ocasionales3

D. Dos familias de juntas4

E. Dos familias y algunas juntas6

F. Tres familias de juntas9

G. Tres familias y algunas juntas12

H. Cuatro familias o ms, roca muy fracturada, terrones de azcar15

I. Roca triturada terrosa20

Numero de rugosidad de las juntasNUMERO DE RUGOSIDAD DE LAS JUNTASJr.OBSERVACIONES

Contacto entre las dos caras dela junta Contacto entre las dos caras de la junta mediante un desplazamiento lateral de 10cm.

1) Se aade 1.0 si el espaciamiento medio de juntases mayor que 3m.

2) Jr. =0.5 se puede usar para juntas de friccin planas Y que tengan alineaciones orientadas para resistencia mnima.

A. Juntas discontinuas.4

B. Juntas rugosas o irregular ondulada.3

C. Suave ondulada.2

D. Espejo de falla ondulada.1.5

E. Rugosa o irregulares plana.1.5

F. Suave plana.1

G. Espejo de falla o superficie de friccin plana.0.5

Sin contacto entre las dos caras de la juntas desplazadas lateralmente.

H. Zona que contiene minerales arcillosos de espesor suficientemente gruesa para impedir el contacto entre las dos caras.1

I. Zona arenosa de grava o roca triturada suficientemente gruesa para impedir el contacto entre las dos caras de la junta.1

NUMERO DE ALTERACIN DE LAS JUNTASJAR (APROX.)OBSERVACIN

Contacto entre las dos caras de la junta.

Los valores de r, el ngulo de friccin residual. Se indican como gua aproximada de las propiedades mineralgicas de los productos de la alteracin si es que estn presentes.

A. Junta sellada, dura, sin reblandamiento relleno impermeable. Ejemplo cuarzo.0.75

B. Caras de la junta nicamente manchadas125 - 35

C. Las caras de la junta estn alteradas ligeramente y contienen minerales no reblandecible, partculas de arena, roca, desintegrada libre de arcilla.225 - 30

D. Recubrimiento de limo o arena arcillosa, pequea fraccin arcillosa no reblandecible.320 - 25

E. Recubrimiento de minerales arcillosos blandos o de baja friccione ej. Caolinita, mica, clorita, talco, y pequeas cantidades de arcilla expansivas, los recubrimientos son discontinuos con espesores de 162 mm

4

8 - 16

-contacto entre las dos caras de la junta con menos de 10 cm de desplazamiento lateral

F. Partculas de arena, roca desintegrada. Libre de arcilla425 - 30

G. Fuertemente sobre consolidados, rellenos de minerales arcillosos no reblandecidos. Los recubrimientos son continuos menores de 5 mm de espesor.616 - 24

H. Sobre consolidacin media a baja reblandecida, relleno de mineral arcilloso. Los recubrimientos son continuos menores de 5mm de espesor.

8

8 - 16

I. Relleno de arcillas expansivas ej. Montrillonita, de espesor contino de 5m. el valor Ja depende del porcentaje de partculas del tamao de la arcilla expansiva.

8 - 12

6 - 12

-No existe contacto entre las dos caras de la junta cuando esta es cizallada.

J. Zonas o bandas de roca desintegrada o manchada y arcilla.6-8 o8-126 - 24

K. Zonas blandas de arcilla limosa o arenosa con pequea fraccin de arcilla sin reblandamiento.56 - 24

L. Zonas o capas gruesas de arcilla10 -13 13-206 - 24

FACTOR DE REDUCCIN POR PRESENCIA DE AGUA EN LAS JUNTASFACTOR DE REDUCCIN POR PRESENCIA DE AGUA EN LAS JUNTASJwPRESIN DE AGUA(KG/Cm2)OBSERVACIONES

A. Excavaciones secas o de fluencia poco importante, menos de 5 L/min.1 10

E. Fluencia o presin de agua excepcionalmente alta y continua, sin disminucin.0.05 0.1>10

FACTOR DE REDUCCIN ESFUERZOSSRFOBSERVACIONES

Zonas debidamente dbiles que intersectan la excavacin y pueden causar cadas de bloques, segn avanza la misma.1. Redzcanse estos valores SRF de 25% - 50%, si las zonas de fractura solo se intersectan pero no se cruzan la excavacin.2. Para u campo virgen de esfuerzos fuertemente aniso trpico, medidas cuando 5< d1/d310, redzcase: a 0.6 la dc y el dt.Donde:dc= Resistencia Comprensiva.dt= Esfuerzo A La Traccin.d1= ESFUERZO PRINCIPAL MAYOR.d3=ESFUERZO PRINCIPAL MENOR

A. Varias zonas dbiles conteniendo arcilla o roca desintegrada qumicamente, roca muy suelta alrededor (cualquier profundidad).10

B. Solo una zona dbil conteniendo arcilla o roca de desintegrada qumicamente (profundidad de excavacin menor de 50 m)5

C. Solo una zona dbil conteniendo arcilla o roca desintegrada qumicamente(profundidad de excavacin mayor a 50 m)2.5

D. Varias zonas de fractura en roca competente (libre de arcilla), roca suelta alrededor (cualquier profundidad)7.5

E. Solo una zona fracturada en roca competente (libre de arcilla). (profundidad de excavacin menor de 50 m).5

F. Solo una zona fracturada en roca competente (libre de arcilla). (profundidad de excavacin mayor de 50 m). 2.5

G. Juntas abiertas sueltas muy fracturadas, etc. (cualquier profundidad)5

FACTOR DE REDUCCION DE ESFUERZOSdc/d1Dt/d1SRFOBSERVACIONES

Roca competentes problema de esfuerzos

3. Hay pocos casos reportados donde el techo debajo de la superficie sea menor que el ancho del claro. Se sugiere que el SRF sea aumentado de 2.5 a 5 para estos casos ver H

H. Esfuerzo bajo, cerca de la superficie>20>132.5

I. Esfuerzo medio200-1013-0.661.0

J. Esfuerzo grande, estructura muy cerrada (generalmente favorable para la estabilidad. Puede ser desfavorable para la estabilidad de los hastiales)10-50.66-0.330.5-2

K. Desprendimiento moderado de la roca masiva.5-250.33-0.160.5-10

L. Desprendimiento intenso de la roca masiva 50m).D. Mltiples zonas de fractura en roca competente sin arcilla, roca circundante suelta, cualquier profundidad.E. Zonas de fracturas aisladas en roca competente sin arcilla, profundidad de excavacin < 50m.F. Zonas de fractura aisladas en roca competente sin arcilla, profundidad de excavacin > 50m.G. Diaclasas abiertas sueltas, diaclasado intenso cualquier profundidad.SRF

10.0

5.02.5

7.5

5.0

2.5

5.01. Redzcanse estos valores SRF de 25% a 50%, si las zonas de fractura solo influencian pero no cruzan la excavacin.2. Para un campo virgen tensiones fuertemente aniso trpicos (si se mide: cuando 5 1/ 3 10, redzcase c a 0.8 c y t a 0.8 t. cuando 1/ 3 > 10, redzcase c a 0.6 c y a t a 0.6 t. dnde: c = resistencia a la compresin uniaxial t = tensin de traccin (carga puntual )y 1 y 3 son las tensiones principales mayores y menores)

DESCRIPCIONVALORNOTAS

b) Rocas competentes, problemas de tensiones.H. tensiones bajas, cerca de la superficie.J. tensiones de nivel medio.K. elevado nivel de tensiones, estructura muy cerrada generalmente favorable para la estabilidad, puede ser desfavorable para la estabilidad de las paredes.L. planchoneo y explosin moderada despus de una hora en roca masiva.M. planchoneo y explosin de roca en pocos minutos en roca masiva.N. intensa explosin de roca e inmediata deformacin dinmica en roca masiva.c) roca fluyente, flujo plstico de roca incompetente bajo la influencia de presiones altas de la roca.O. presiones compresivas moderadas.Presiones compresivas altas.d) roca expansiva, accin qumica expansiva dependiendo de la presencia de agua.Q. presiones expansivas moderadas.R. presiones expansivas altas./ 1

>200200-1010-5

5-3

3-2

< 2

t/ 1

> 1313-0.660.66-0.33

0.5-0.65

0.65-1

> 1SRF

2.51.00.5-2

5-50

50-200

200-40

5-10

10-20

5-1010-20

3. hay pocos reportados donde el techo debajo de la superficie sea menor que el ancho del claro se sugiere que el SRF sea aumentado de 2.5 a 5 para estos casos (vea H)

Cuando no se dispone de sondeos, el RQD se estima a partir de afloramientos, mediante el cmputo volumtrico de diaclasas Jv, tal como se indic en la clasificacin del RQD.El parmetro Jn (nmero de familias de diaclasas) puede estar afectado por foliacin, esquistosidad, clivaje, laminaciones, etc. Solo si estas diaclasas paralelas estn suficientemente desarrolladas, se contabilizan como una familia, si no, se contabilizan como diaclasas adicionales.Se tomaran los valores de los parmetros Jr (rugosidad) y Ja (meteorizacin) de la familia de diaclasas o de la discontinuidad rellena de arcilla ms dbil de la zona, pero hay que elegir en primer lugar las diaclasas de orientaciones desfavorables, aunque no proporcionen el valor mnimo del cociente Jr/Ja.Cuando un macizo contiene arcilla, se aplicara el valor del SRF para la roca que se puede soltar. En este caso, la resistencia de la roca inalterada es de poco inters. Sin embargo, cuando las discontinuidades son pocas no hay arcilla, la resistencia de la roca inalterada puede ser el eslabn ms dbil y la estabilidad depender de la relacin tensin-roca / resistencia roca. Un campo de tensiones fuertemente aniso trpico es desfavorable para la estabilidad y esto se toma en cuenta en forma aproximada en la nota 2 de la tabla.RECOMENDACIONES DE SOSTENIMIENTOInicialmente Barton propuso a gua de sostenimiento que presentaba 38 tipos de sostenimiento. Por su importancia histrica estas guas de sostenimiento se encuentran en el apndice 4. Grimstad y Barton (1993), propusieron una nueva gua de sostenimientos que se indica en la siguiente figura.

NSOSTENIMIENTO

1Sin sostenimiento.

2Pernos localizados.

3Anclaje sistemtico.

4Anclaje sistemtico con 40 a 100 mm de hormign lanzado no reforzado.

5Hormign lanzado con fibra reforzada, 50 a 90 mm y anclaje.

6Hormign lanzado con fibra reforzada, de 90 a 120 mm y anclaje.

7Hormign lanzado con fibra reforzada, de 120 a 150 mm y anclaje.

8Hormign lanzado con fibra reforzada, > 150mm, con arcos reforzados de hormign lanzado y anclaje.

9Hormign armado.

Correlaciones De acuerdo con la aplicacin de los diferentes tipos de excavaciones, se han propuesto diferentes tipos de correlaciones entre el RMR y el ndice de QcorrelacionesorigenAplicacin

RMR = 13.5log Q + 43Nueva ZelandaTneles

RMR = 9 ln Q +44diversoTneles

RMR = 12.5 log Q + 55.2EspaaTneles

RMR = 5 ln Q + 60.8SudfricaTneles

RMR = 43.83 9.19 ln QEspaaMinera, roca dbil

RMR = 10.5 ln Q + 41.8EspaaMinera, roca dbil

RMR = 12.11 log Q + 50.81CanadMinera, roca resistente

RMR = 8.7 ln Q + 38CanadTneles, roca sedimentaria

RMR = 10 ln Q + 39CanadMinera, roca resistente

CAPITULO V: RESULTADOS Y ANALISIS

6. CONCLUSIONES Y RECOMEDACIONES

Una de las herramientas indispensables para la determinacin de la estabilidad, tanto de galeras como de taludes, definitivamente son las clasificaciones geomecnicas. La utilizacin de estas clasificaciones representa un trabajo fcil, rpido y con gran proximidad a la realidad. Empero, estas deben ser hechas con criterio y no como la aplicacin de una receta prctica.

Hay que tomar en cuenta que para la excavacin de un tnel o una galera, uno de los factores que ms influencia, es el proceso de voladura, ya que este afecta directamente, tanto en el rendimiento como en la estabilidad de la labor. Por este motivo, es necesario llevar una estadstica y control de las voladuras, as como de los explosivos que se utilizan.

7. IBLIOGRAFIA

Carrillo, M. (2002). Clasificacin Geomecnico. Revista Geolgica de Amrica Central, 6-6. Hernn Gavilanes Jimnez, B. A. (2007). Introduccin a la Ingeniera de Tneles. Ecuador: Asociacin de Ingenieros de Minas del Ecuador (AIME). LAHEE, F. H. (1970). Geologa de Prctica. Barcelona: OMEGA.

8. ANEXOS

INGENIERA DE ROCAS II11