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Túneles - Coggle Diagram

- - - - Para un área dada, el caudal que circula sea el máximo y que resista presiones. Se relaciona con la geología y la mecánica de suelos y rocas debido a la presión que debe soportar.
        
        Forma circular es mas optima por tener máxima capacidad para la mínima sección, resiste mejor cualquier tipo de presión. Por su dificultad de construcción se prefiere la sección tipo baúl.
        
        Sección tipo herradura la cual reemplaza los tramos rectos de la sección tipo baúl, por arcos de circulo de distinto radio. Cuando el radio de las paredes y la solera es igual a dos veces el radio de la bóveda, se llama herradura standard.
        
        Todos los túneles tienen en su parte superior un arco semi circular, cuando el agua llega a esta altura, el perímetro hidráulico aumenta mas rápido que el área mojada. Por esto la máxima capacidad del túnel se obtiene a un calado algo menor que el calado máximo (sección llena).
        
        Para el transito de maquinaria y obreros se recomienda las siguientes dimensiones:
        
        1.8 m para sección baúl.
        
        2 m para sección herradura.
        
        2.2 para sección circular
        
        Las tres secciones pueden inscribirse en un cuadrado, pero cuando el cuadrado tenga dimensiones menores a 1.8 m ya sea por un caudal pequeño o alta pendiente entonces las secciones se deben inscribir en un rectángulo de altura igual 2 veces su ancho. Alto mínimo: 1.8 metros y Ancho mínimo: 1.4 metros.
        
        Velocidades en túneles a gravedad oscilan entre 1.5 y 2.5 m/s, para caudales constantes. En túneles a presión las velocidades están en el rango de 2.5 a 4.5 m/s.
        
        Encofrados producen superficies bastante lisas. Se puede tomar coeficientes de rugosidad de n= 0.013 y n= 0.015
        
        En túneles que trabajan a gravedad el calado no debe pasar del 85% de la altura total sin que el espacio de aire libre (franco) sea menor de 40cm.
    - - Antes de la excavación, las fuerzas dentro de la masa del suelo están en equilibrio y compresión (características físicas del material, espesor del material encima, continuidad geológica, esfuerzos tectónicos).
        
        Al perforar el túnel, a medida que aumenta las dimensiones, el equilibrio es alterado y los materiales adyacentes tienden a un reajuste dinámico.
        
        Cálculo del revestimiento.
        
        Todos los tuenes deben ser revestidos salvo algunas excepciones. El revestimiento la presión del material dentro del cual esta el túnel y en túneles a presión, transmitir a la roca que le rodea la presión del agua. Reduce el coeficiente de rugosidad.
        
        La presión puede ser horizontal o vertical dependiendo del material, las rocas duras no descompuestas y poco agrietadas no transmiten ninguna presión. Materiales suaves como arenas, limos y arcilla producen presiones considerables.
        
        La presión dentro del material puede ser variable, es por eso que la presión sobre el revestimiento del túnel es aproximada y se debe tomar coeficientes de seguridad.
        
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        Las cargas producidas por el reajuste deben ser soportadas por el suelo y solo una pequeña fracción de esta debe ser soportada por el revestimiento.
        
        Debido a la descompresión el suelo sobre la parte excavada actúa como bóveda apoyada a los lados del túnel.
        
        Por las cargas, las paredes ceden ligeramente y la bóveda se deforma.
        
        En forma gradual, el perímetro del túnel absorbe todos los esfuerzos.
        
        Suelos rocosos: El material absorbe los esfuerzos tangenciales que se producen en el perímetro de la excavación. Si la roca es agrietada, se descomprime y se derrumba pero no es inmediato y da tiempo para sostener el terreno temporal o permanentemente.
        
        Suelos plásticos (arcillas): La reducción de presión hacia la galería produciría esponjamiento y derrumbe progresivo del materia. Proceso lento, da tiempo para revestir el túnel y si el revestimiento es impermeable el riesgo se elimina.
        
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    - - Depende de las dimensiones y la clase de terreno. Las secciones menores a 15 m^2 se consideran pequeñas y las mayores a este valor se consideran grandes.
        
        Método Belga: Trata de excavar de la manera mas rápida posible la bóveda y revestirla, si es necesario. Se excava un túnel en la parte superior central de la sección, que si es posible se la profundiza y se la ensancha. entibados se los realiza por partes de acuerdo al tipo de terreno y resistencia.
        
        Método Alemán: Se construye dos túneles de avance, dos laterales en la base y una superior en el centro, sirviendo el núcleo central no excavado de apoyo para los entibados. La sección debe ser muy grande y el costo elevado.
        
        Método Inglés: Se excava en toda la anchura del túnel en diversos niveles de arriba hacia abajo. Cuando es necesario entibar se lo hace por banquetes. El revestimiento debe seguir de cerca a la entibación. La evacuación de un nivel a otro se lo hace por trasbordo, la evacuación del agua es molesta.
        
        Método Francés: Variable del método Belga. Se usa en terreno no solido, se hacen excavaciones laterales para la construcción de estribos. Construcción rápida, evacuación de escombros y agua es molesta.
        
        Método Austriaco: El revestimiento se lo hace cuando la excavación esta lista, por lo tanto se entiba la sección completa. Se excava un túnel en la base central de la sección y cuando alcanza cierta longitud se perfora otro túnel en la clave del túnel que luego se ensancha totalmente. Evacuación fácil de agua, entibado mas costoso.
        
        Método Americano: La excavación se realiza en toda la sección, se lo utiliza en terrenos de rocas resistentes y estables. Más mecanización de los trabajos, los demás son mas apropiados hacerlos a mano.
      - Entibaciones
        
        Cuando el terreno es endeble y sede a derrumbarse con poco tiempo de haber sido excavado, es necesario entibar la sección. Se colocan soportes temporales llamados entibados, para sostener las paredes y techo. estos se pueden recuperar antes de realizar el revestimiento o pueden quedar embebidos dentro del mismo.
- - - - Consiste en la colocación de los explosivos, taponamiento de los huecos, salida de la gente, de los equipos y la detonación.
      - Escombreo
        
        El material derrumbado tiene que ser llevado al exterior, al pasar del estado compacto a estar desmenuzado, su volumen tiende a aumentar 1.5 a 2 veces. Dos hombres picando, dos paleando y dos transportando pueden excavar al rededor de 0.4 m3 por hira por hombre.
        
        Transporte
        
        El material es cargado en carros decauville em pujados o arrastrados por locomotoras eléctricas cuya velocidad puede ser de 9 Km/h, los carros tienen una capacidad de 3.82 m3.
        
        Ventilación
        
        Proporcionar aire fresco a los obreros, remover el aire viciado por gases de explosivo, remover el polvo. Durante el trabajo se inyecta aire fresco hacia el interior, después de la detonación se invierte el sentido de ventilación apara absorber los gases. La tubería debe estar a 30 - 50 m del frente de trabajo. Se debe suministrar 12 - 18 m3/minuto. por un kg de explosivo durante 20minutos.
        
        Revestimiento
        
        Cuando es en roca solida, se puede esperar a que este completa la excavación, cuando es terreno suave, el revestimiento se hace simultáneamente con la excavación.
        
        Se funde primero la solera y después las paredes y va bóveda.
        
        Se funde primero las paredes y la bóveda y después la solera.
        
        Encofrados.
        
        Se utiliza encofrados metálicos formados por planchas de hierro soportadas por perfiles de acero. Se transporta por la enrieladura, generalmente se quitan a las 48 horas de fundido el hormigón.
        
        Preparación y colocación del hormigón.
        
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- - - - Inconvenientes de perforaciones verticales:
        
        Cuando el túnel pasa a gran profundidad las perforaciones se encarecen. En este caso se hace a corta distancia de los portones de entrada y salida del túnel.
        
        Dan una idea del material que se encuentra en la vertical de perforación.
      - El túnel piloto permite prevenir las condiciones de construcción del túnel.
        
        Al conocer el tipo de suelo, es posible prever avances y mediante esto hacer un cronograma. También se puede desviar la alineación si se conviene para evitar terrenos malos o prepara las entibaciones para atravesarlos.
        
        El túnel piloto disminuye la sobre excavación.
        
        Es conveniente ya que gracias a que su sección es menor a la de diseño este permite el reajuste de las partículas sin la necesidad del agrandamiento inadecuado de la sección debido a los posibles desprendimientos que puedan existir debido al reajuste.
        
        El túnel piloto permite un mejor diseño del revestimiento.
        
        El túnel nos brinda la posibilidad de conocer el material que se tiene con antelación para poder efectuar de manera correcta el calculo del revestimiento que esta en función del material y de las dimensiones del túnel diseñado.
        
        El túnel piloto disminuye el costo de excavación del túnel.
        
        Al tener un túnel piloto se tiene la ventaja de que parte del volumen de masa ya se a removido por lo que seria necesario menos explosivos para continuar con la excavación del túnel de diseño. También se lo puede usar como túnel de ventilación para los obreros y para disipar gases de las explosiones.