TUNELES-Capitulo_IV
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UNIDAD 4. EXPLORACIN GEOTCNICA PARA TNELESAVANCE DE TNELES Ing. MIC. Jairo Martn Espitia UPTC
Escuela de Ingeniera de Minas
Determinacin del estado de esfuerzos In-Situ
OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIN: Seleccionar trazado - geolgico. Definir reas de emportalamiento y acceso. Identificar aspectos decisorios geolgicos y geotcnicos de viabilidad tcnica y econmica del tnel. Tipos de terreno- litologa, estratigrafa, estructuras. Definir niveles freticos. Propiedades y comportamiento del macizo rocoso.
FASES DE INVESTIGACIN: FASE O ETAPAPreliminar o factibilidad
OBJETIVOS Viabilidad. Trazado. Estudio geolgico. Confirmacin geolgica y geotcnica. Trazado detallado. Evaluacin tcnica y econmica. Adecuacin del proyecto. Controlar.
ALCANCEEscala 1:25.000 a 1:10.000 80% en oficina y 20% en campo. Conocimiento geolgico detallado 1:10.000 a 1:1.000 70% en campo y 30% en oficina. Trabajo en el interior del tnel. 100% en la obra.
Proyecto o licitacin
Construccin
FASES DE INVESTIGACINRecopilacin y anlisis de informacin
PROGRAMA DE CARACTERIZACIN
Tcnicas de investigacin en tneles: Foto interpretacin. Mapas geolgicos. Anlisis de afloramientos. Inventario de tneles en la zona o precedentes similares.
ESTUDIOS Y LEVANTAMIENTOS GEOLOGICOSGEOLOGIA ESTRUCTURAL Y REGIONAL - MAPAS GELOGICOS
Tcnicas de investigacin en tneles: Prospeccin geofsica. Ensayos en perforaciones. Ensayos en afloramientos, galeras y trincheras.
Tcnicas de investigacin en tneles: Sondeos o perforaciones. Pozos galeras y sondeos. Trincheras y apiques.
PERFORACIONES Y ENSAYOS GEOFISICOSPERFORACIONES
Litologa y estratificacin en profundidad. Discontinuidades en profundidad - Orientacin.- Buzamientos. - Rellenos.
Presencia de agua. Obtencin de ncleos de roca para ensayar. Obtencin parmetros del macizo - RQD.- Alteracin. - # Diaclasas.
Geologa en profundidad - Registros geolgicos.- Extrapolar espesores. - Perfiles geolgicos.
PERFORACIONES Y ENSAYOS GEOFISICOSPERFORACIONES - OBTENCION Y LEVANTAMIENTO DE NUCLEOS
PERFORACIONES Y ENSAYOS GEOFISICOSPERFORACIONES - REGISTROS GEOLOGICOSCO O NS RCIO S NC LAV ALIN INC, PONCE DE LEON Y AS OCIADOS S.A., ES TUDIOS TE CNICOS S .A.
DISEOS PARA CONSTRUCCION PROYECTO LA R EGADERA I I REGIST RO DE PERF ORA ON No: CI PT D - 6REVE ST MIE NT O I PROFUNDIDAD COTA ME TRO S
CONSORCIOS NC LAV AL I INC, N P ONCE DE LE O Y AS OCIADOS S .A., N E STUDIOS TE CNICOS S .A.
DISEOS PAR C A ONSTRUCCION PROYEC O L A REGADERA II T
REGISTRO DE PERFO R ACION No :PERM BIL EA IDA D
PT D - 6 CAJA No
LUGEON
M ET R OS
Loc alizaci n:
DESC RIPCION
SATURA DA
25base se t orna arcillosa hasta pasar a u na ar cill lita. o
50 75
Equipo:PR OFU N D ID AD C OTA M TR OS E R EVESTIM IENTO
Fecha de terminac n : iPERMEABILI AD D
29 67.0
R.Q. DESTRATOS R ECOBRO M ETROS %
S ISTE MA DIAME TRO
LUGEON
C AJA No
AGUA
SA TURA DA
DESCR IPCION 25 SUELO OR NICO, color caf oscuro, con GA races, arcilloso a lim o-arcillos o, en la partesu perior yar enos a hacia la ba se, hm eda ,co hesiva.
Q u (Kg/cm2 )
SECA
N: E: Prof ndidad: u
TUNE L D E D ESVIO Angulo con la Vert ical : Azimut : 979175. 00 Cot as : m s.n.m. . 992610. 00 Superficie : 25. 00 m Roca : Fondo : JOY 12B
2978.00 2969.40 2953.00
Roc a: Perforada: Recobrada: Porcentaje: Fecha de iniciacin :
ESTR ATO S
SIST EM A DIAMETRO
R ECOBRO
0
16. 30 m 15. 80 m 78.00% Septiembre 14 de 1998 Septiembre 22 de 1998
R.Q.D Porcent aje
AGUA
%
Q u (K g 2 /cm )
OBSER VACIONES
Ret orna un 70% d el agua . 12
50 3 3 3 1 2 2 5 3 8 7 3 4 3 2 2 5
75 6 7 6 3 4 7
2978.0
SECA
Porcentaje
OBS ERVACIONES
57
89
98/ 09/18
2 2 3
100 100 100 98
1329 64.8
NF (+) 1.85 mAR CILLO LITA, colo r gris v doso con m ancha s erv iole ta, poco fractura da, mode radam ente m eteorizada
62
62
N (-) 2. 00 m F
114
SP L I T S P O O N
1 2 3 12975.3
pres enta una fals a fract uraci n debid o a p rdida de h umed ad y c ontac to co n el air e. 98/ 09/19
93 89 84 84 89 100 91
198/09/16
N. W.
98
15
3 71 79 N (+) 1.75 m F NF (-) 4.20 m
3
DEPO SI TO D COL UVION E
1 2 5 5
11 16 5 8
4
12 20 8 15
C OR E B I T N Q
Cons titudo en la parte superior por fragm entos de arenisca y arcillolita altamente m eteoriz ada, con fragm entos de madera y turba hasta los 4. 78. luego siguen gravas y bloques de arenisca, color habano, duros, oxidados, derivados de la Formacin Guadalupe de form angular a a redondeada.
16
29 61.0
17 LIM OLIT gris v A, erdosa, dbilmente m eteorizada, poco fract urada, con un tram cizallado de 35 cm o (de 17.55 m- 17. 50 m) iento, A 17.90 m diaclasas con 70o de buzam paredes rugosas , onduladas, sin relleno, sin m eorizacin. et
49
90 98/ 09/21
30 50
5N. W.
18
20 6 67 35 7
70 100 62
R etorna el 60% del agua. NF(+) 2. 70 m NF(-) 5.00 m29 58.9
74
88 N (+) 1.80 m F
19 AR CILLOLIT gri v A, s erdosa, con m eados ot v ioleta, a 20.15 m diaclasas con 70o de buzam iento paredes rugosas ondul das, sin relleno, al o a goxi ada, la arcillolita pr esenta alg unas inter c laci nes d a o
NF (-) 4.30 m 4
C O R E B IT N Q
20
8
22
2Nive l d e R C O A
de limolita. Hacia la base el cambio es transicional entre la arcillolita y la arenisca. 21
81
95
2969.4
29 56.4
98/ 09/22 22 AR ENISCA de grano grueso, dureza media a baja, , asoc a da a friabilidad permeable, color gris a i am arillo claro por oxidac n, meteorizada por i agua subt errnea. H acia la base es t en cont acto neto definido con la arcillolita. 98 100 5 El agua retorna un 90% . 24 AR CILLOLIT gri v A, s erdosa con moteados
92968.7
F ORMACION REGADERA (T r)
102967.6 2967.0
ARENIS CA, color gris, grano fino a grueso, moderadamente m eteori ada, dureza media a z baja, friable hacia la parte superior, su color es amarillo c laro debido a oxidacin.ARCILLOL I A, ama rilla por ox acin a gr is v rdos a T id e
47
75
98/09/17
23NF (+) 1.95 m NF(-) 4.95 m 50
11
clara, m eorizada, hacia la bas e se torna limosa et hast a pasar gradualm ente a una lim a. olit 29 LIMOLITA, gris dbilmente m eteori ada, hac a la z i
29 54.4 29 54.0
MEDICIONES DE ESFUERZOS IN SITU
CLCULO DE ESFUERZOS NATURALES POR MTODOS EMPRICOS
MEDIDA DE ESFUERZOS VERTICALES:
RELACIN K DE ESFUERZOS CON LA PROFUNDIDAD-SHEOREV (1994):
Sheorey:
DETERMINACIN DE ORIENTACIONES DE ESFUERZOS NATURALES POR MTODO ESTEREOGRFICO
Mtodos estereogrfico: El mtodo estereogrfico para la determinacin de esfuerzos naturales, permite definir la orientacin de los esfuerzos naturales, los cuales estn asociados a las condiciones geo-estructurales del terreno, y se pueden aplicar cuando se presentan sistemas de fallas conjugadas.
Fallas conjugadas: Fallas o familias de diaclasas que se han formado en condiciones de esfuerzos similares, estas fallas se disponen de manera simtrica en relacin con los ejes principales de los esfuerzos aplicados.
Ejemplo - mtodos estereogrfico: En un sector de estudio para la construccin de un tnel, se identifico la influencia de una falla inversa, el levantamiento de discontinuidades permiti establecer dos familias de diaclasas conjugadas con la siguiente orientacin: - Familia 1: N75E 20 SE. - Familia 2: 18/260.
Determinar la orientacin de esfuerzos principales y el plano de movimiento.
Overcoring
Fuente:
Formulacin Fracturamiento hidrulico:
PC1: Presin de rotura = Presin mxima alcanzada en el primer ciclo + Pres. hidrosttica. P0: Presin hidrosttica = w hw . PS: Presin normal al plano de fractura = P0+ Presin manomtrica despus de suspender el bombeo en el primer ciclo. PC2: Presin de reapertura de la grieta = Presin mxima en el segundo ciclo de bombeo + P0. t: Resistencia a la traccin de la roca = PC1 PC2. hmin: Esfuerzo principal menor = PS. hint: Esfuerzo principal intermedio = 3hmin PC1 + t. v: Esfuerzo principal mximo = h.
UNIDAD 4. EXPLORACIN GEOTCNICA PARA TNELESAVANCE DE TNELES Ing. MIC. Jairo Martn Espitia UPTC
Escuela de Ingeniera de Minas