INTERNATIONAL SEMINARLONG TUNNELS
17, 18 y 19 de Octubre 2012Santiago, Chile
EXPERIENCIAS RECIENTES EN EL DISEO Y CONSTRUCCINDE LOS TNELES EN LOS ANDES CENTRALES Y
MERIDIONALES
Jos M. Galera.
Desafo para el Diseo, Construccin y Operacin
Challenges for Design, Construction and Operation
PIARC CHILE
Contenido de la presentacin
1.- Tneles analizados2.- Secciones y sostenimientos tipo3.- Datos geolgicos4.- Anlisis de las convergencias en obra5.- Anlisis de los criterios de diseo6.- Otros problemas y riesgos constructivos
1. Tneles analizados
Situacin de los tneles
Proyecto Tnel Longitud (m) Seccin (m2)
A. Ruta 68
Lo Prado 2 2.677 82,0
Zapata 2 970 82,0
B. Acceso Nor-Oriente a Santiago
Manquehue 1 250 144,9
Manquehue 2 1.467 85,0
Montegordo 1.588 90,0
C. San Cristbal (VSK)
C1 1.563 75,3
C2 1.577 75,3
D. Mina Toquepala
Tnel transporte 2.190 34,6
Tnel auxiliar 250 34,6
E. CH La Confluencia
Portillo 11.291 30,3
Tinguiririca 9.040 33,9
HPT 629 25,6
Adits 2.417 35,3
F. CH Cheves
Transfer 2.953 15,9
Headrace 9.110 30,1
Adits 2,743 30,1
Surge 702 30,1
Tailrace 3.250 24,9
G. Collahuasi
Rosario W 1.150 15
H. Majes - Siguas
Pucara 7.000 15,9
Transandino 11.565 15,9
2. Secciones ysostenimientos tipo
Ruta 68
Ruta 68
S.T.
mbito de aplicacinSellado
con fibras(cm)
Pernos (L=3)Hormign
proyectado confibras (cm)
Marcosmetlicos
Revestimiento
OtrosAnchura de
exacavacin en labase (m)
Anchura mximade exacavacin
(m)
Litologa Recubrimiento (m) RMR eL x eT H-25 THN-29 SH-30
I
Andesitas < 250 72 - 43
3 2,0 (L) x 1,5 (T) - - 10 - 11,052 11,604Prfido < 250 67 - 58
Arenistas < 150 63 - 50
II
Andesitas 250 - 400 72 - 43
3 2,0 (L) x 1,5 (T) 10 - 10 - 11,152 11,704Ocoitas < 450 67 - 60
Brechas < 250 60 - 40
IIIAndesitas > 400 72 - 43
3 1,5 (L) x 1,5 (T) 15 - 10 - 11,252 11,804Prfido > 250 67 - 58
IV Brechas 250 - 400 60 - 40 3 1,5 (L) x 1,5 (T) 10 + 10 - 10 - 11,352 11,904
V Brechas > 400 60 - 40 3 2,0 (L) x 1,5 (T) 7 + 13 a 1,0m 10 - 11,352 11,904
VI Terrenomilonitizados < 100 42 - 33 3 - 13 + 7 a 1,0m 10 - 11,352 12,838
VII Terrenomilonitizados > 100 42 - 33 3 - 13 + 17 a 0,75m 40
Paraguaspesado
Contrabveda
11,967 13,648
Acceso Nororiente a Santiago
Acceso Nororiente a Santiago
Seccin Tipo mbito deaplicacin
Sellado Bulones l=4m
HP-25 confibras (cm)
Cerchas
Revest. (HP-25 sinfibras) (cm) Otros
Anchura de exacavacinen la base (m)
Anchura mxima deexacavacin (m)
HP-25 confibras (cm) eL x eT
TH-29(m)
I
Andesitas, prfidosy diques acualquier
recubrimiento conRMR > 60
3 2,0 (L) x 1,5(T) 5 - 10 - 11,06 11,76
II
Andesitas, prfidosy diques a
cualquierrecubrimiento con
RMR 50 60
3 1,5 (L) x 1,5(T) 10 - 10 - 11,16 11,86
III Andesitas RMR40-50 3 - 15 1,5 10 - 11,26 11,96
IVZonas de falla ofractura RMR 70 3 2,5 (L) x 2,5(T) - - 7 - 9,85 10,72
II Prfido y andesita 60 - 70 3 2,0 (L) x 2,0(T) 3 - 7 - 9,85 10,72
III Prfido y andesita 45 - 60 3 1,5 (L) x 2,0(T) 7 - 7 - 9,85 10,72
IV Tobas 35 - 45 3 1,5 (L) x 1,5(T) 15 - 7 - 9,91 10,78
V Tobas 25 - 35 3 - 15 a 1,5m 5 - 9,97 10,84
VI Falla < 25 hasta 100 mde recubrimiento 3 - 15 + 10 a 1,0m 5 Solera 9,94 11,04
VII a Milonita < 25 3 - 15 + 15 a 0,75m 5 Solera 9,94 11,04
VII b Coluvin < 25 3 - 15 + 15 a 0,5m 5 SoleraParaguas 9,94 11,04
Mina Toquepala
Mina Toquepala
S.T.
Campo de aplicacinSellado confibras (cm)
Pernos Mn 12(L=3)
Hormignproyectadocon fibras
(cm)
Marcosmetlicos Revest.
OtrosAnchura deexacavacin
en la base (m)
Anchuramxima de
exacavacin(m)
Litologa RMR eL x eT SH-30 LG 70/26/18 SH-30
A Diques y andesita RMR > 65 3 2,0 (L) x 2,5(T) - - 7 - 7,26 7,26
B Andesita 55 < RMR < 65 3 2,0 (L) x 2,0(T) 4 - 7 - 7,34 7,34
C Riolita 45 < RMR < 55 3 1,5 (L) x 2,0(T) 7 - 7 - 7,4 7,4
D Riolita y brechas 35 < RMR < 45 3 - 12 a 1,5m 7 - 7,5 7,5
E Falla RMR < 35 3 - 12 + 5 a 1,0m 5
EmpiquetadoMachnSellado delfrente
7,6 7,6
C.H. La Confluencia
C.H. La Confluencia
S.T.Campo de aplicacin Sellado
con fibras(cm)
Pernos 22Hormign
proyectado confibras (cm)
Marcos metlicos Revest.Otros
Anchura deexacavacin en
la base (m)
Anchuramxima de
exacavacin(m)Litologa RMR eL x eT SH-30 LG A44 o 500/550 SH-30
I Andesita, Basaltos yGranodiorita > 75 2 - - - -Mallazo deacero o de
fibra de vidrio6 6
IIAndesita, Basaltos,
Granodiorita yLutitas
65 - 75 2 SPOT BOLTS - - -Mallazo deacero o de
fibra de vidrio6 6
IIIaAndesita, Basaltos,
Granodiorita yLutitas
55 - 65 2 2,5 (L) x 2,0 (T) 5 - - - 6 6,1
IVaAndesita, Basaltos,
Granodiorita yLutitas
45 - 55 3 2,0 (L) x 1,5 (T) 5 - - - 6,16 6,16
IVcAndesita, Basaltos,
Granodiorita yLutitas
35 - 45 3 1,5 (L) x 1,5 (T) (1) 9 - - - 6,24 6,24
VaAndesita, Basaltos,Granodiorita, Lutitas
y Brechas35 - 45 3 - 15 a 1,5 m - 6,36 6,36
Vb Brechas y fallas 28 - 35 3 - 15 a 1,0 m -
Mallazo deacero o defibra de vidrioParaguasligeroMachncentral
6,4 6,4
Vc Fallas < 28 3 - 15 a 0,5 m -
ParaguasligeroMachncentral
6,4 6,4
C.H. Cheves
C.H. Cheves
Sostenimentotipo
RMRaplicacin
Max.recubrimiento
(m)
Longitudde pase
(m)
Excavacin aseccin
completa
Sellado(cm)
PernoseL x eT (m)
Marcosreticulados
(m)
Shotcrete(cm)
Otros
8RS 1 >80 1400 >3.0 S NoPuntuales
(20; L=3 m)No No -
RS 2 80-61 1400 2.5-4.0 S No2.5x1.5
(20; L=3 m)No 3 -
RS
60-41
800 1.5-3.0 S 31.5 x 1.5
(20; L=3 m)No 12 -
RS 3 H 1400 0.75-2.0 S 51.0 x 1.5
(Autoperf. 32;L=4m)
1.5 15
Empiquetado si se requierede SH en el frente si se
requiereVigas de cimentacin si se
requiere
RS
40-21
1000 0.75-2.0 S 5 No 1.5 15+10
Empiquetado si se requierede SH en el frente si se
requiereVigas de cimentacion si se
requiere
RS 4 H 1400
Tnel RosarioOeste
FLAC (Version 6.00)
LEGEND
15-Jul-11 16:10 step 14623 -5.000E+00
Tnel Rosario Oeste
Seccintipo
RMR deaplicacin
Q deaplicacin
Secuenciade
excavacinen avance
(m)
Sostenimiento propuesto
SelladoShotcrete H-25
con 3 kg defibras de
polipropileno porm3 de hormign
e (cm)
PernoseL x eT (m) Sostenimiento
Shotcrete H-25 con 3kg de fibras de
polipropileno por m3de hormign
e (cm)
Marcosreticulados
LG 115e (m)
OtrosRosca
helicoidalesgrouteados=22 mmL=2,4m
Split -SetL=2,4 m
ST-I 60 6 > 3,0 3 Ocasionales - - - -
ST-II 51-60 2 6 2,0 4,0 3 2,0 x 2,0 - - - -
ST-III 41-50 0,6 6 1,5 3,0 3 1,5 x 2,0 - 5 - -
ST-IV 30-40 0,6 0,2 1,5 3 - 1,5 x 1,5 7 1,5 Pernos parrilla ocasionales, =25 mm,L=4 m
ST-V 30 0,2 0,5 1,0 3 - - 12 1,0
Pernos parrilla sistemticos, =25mm, L=4 mCierre estructural de la seccin(ocasional). (Contrabveda y viga)
3. Datos geolgicos
3. Datos geolgicos
La mayora de los casos analizados corresponden aformaciones mesozoicas (fm. Chim, Casma, Toquepala,Lo Prado, Abanico, Farallones y Coya-Machal).fundamentalmente de naturaleza volcnica (rioltica oandestica) y/o volcano-sedimentaria (con lutitas rojas yrocas piroclsticas). Hay una minora de rocas volcnicaspaleozoicas (fm. Collahuasi).
En menor medida hay experiencias en rocas intrusivas,salvo en prfidos donde existen numerosos casos, y en elgranito de la costa, en el tnel de Zapata
Finalmente en el tnel Portillo se reportan experienciasligadas a formaciones volcnicas recientes.
3. Datos geolgicos
Tnel de Lo Prado
Tnel de San Cristbal
3. Datos geolgicos
3. Datos geolgicos.Litologas analizadas
1 GRANODIORITAS
2 PRFIDOS
3 ANDESITAS
4 RIOLITA
5 BASALTOS
6 BRECHAS VOLCNICAS
7 DIQUES
8 LUTITAS y TOBAS
9 FALLAS
10 MILONITAS
11 COLUVIN
4. Anlisis de lasconvergencias en obra
4. Convergencia-RMRAcceso NO
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
20 30 40 50 60 70 80 90
CO
NVE
RG
ENC
IA (m
m)
RMR
CONVERGENCIA/RMR
4. Convergencia-RMRTneles de S. Cristbal
CONVERGENCIA/S.T.
010203040506070
S.T.
CON
VERG
ENCI
A (m
m)
I II III IVb V VI VIIb
CONVERGENCIA/RMR
010203040506070
0 20 40 60 80
RMR
CON
VERG
ENCI
A (m
m)
4. Convergencia-RMRLa Confluencia
CONVERGENCIA/RMR
05
101520253035
0 10 20 30 40 50 60 70
RMR
CON
VERG
ENCI
A (m
m)
CONVERGENCIA/S.T
0
5
10
15
20
25
30
35
S.T.
CON
VERG
ENCI
A (m
m)
Ia III IIIa IIIb IVa Va1 Va2 Vb Vc
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