Guía Práctica para Túneles en Roca

Una mapa de ruta práctica para el planificación, diseño, construcción, operaciones y inspección de túneles en roca, particularmente para jóvenes profesionales.

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Disponible en septiembre / octubre de 2020, incluido el libro electrónico

27    Capítulos
277  Páginas
120  Imágenes

Información y recomendaciones del autor con 35 años de experiencia en la industria para 1500 km de túneles

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Tabla de contiendo

​ 

1          Introducción

2          Usos de los túneles en roca

2.1       General

2.2       Usos Funcionales

3          Ejecución de proyectos de túneles

3.1       General

3.2       Método de ejecución del proyecto

3.3       Etapas de ejecución

3.4       Pre-Planificación por el client

3.5       Ingeniería del proyecto por consultores

3.6       Desarrollo de la ingeniería y entregables durante la ejecución

3.7       Requisitos funcionales para el esquema Diseño-construcción

3.8       Participación e involucramiento temprano del contratista

3.9       Revisiones de construcibilidad

3.10     Evaluación de riesgos independiente en excavación con TBM

4          Investigaciones de terreno

4.1       General

4.2       Posibles consecuencias por escasas investigaciones de terreno

4.3       Revisión de información existente y experiencia previa

4.4       Planificación y presupuesto de investigaciones de terreno

4.5       Recopilación de información relevante y plano base

4.6       Identificación de riesgos geológicos importante

4.7       Planificación por etapas de las investigaciones

4.8       Mapeo de terreno y confirmación de fallas geológicas inferidas

4.9       Investigaciones geofísicas

4.10     Perforación de sondajes

4.11     Ensayos in situ

4.12     Selección y preparación de muestras

4.13     Ensayos de laboratorio y control de calidad

4.14     Instrumentación y monitoreo del terreno antes de la construcción

4.15     Túneles piloto/galerías de exploración

4.16     Informes

4.17     Fotografías de testigos

4.18     Almacenamiento de largo plazo de testigos de perforación

5          Caracterización de rocas

5.1       Geología regional y local

5.2       Geología del trazado del túnel

5.3       Fallas geológicas y zonas de fracturamiento

5.4       Fracturamiento del macizo rocoso

5.5       Resistencia

5.6       Mineralogía

5.7       Alteración

5.8       Abrasividad

5.9       Durabilidad y potencial de hinchamiento

5.10     Condiciones de agua subterránea, predicción de infiltraciones y calida

5.11     Esfuerzos In Situ

5.12     Calidad del macizo rocoso

5.13     Caracterización del trazado y de secciones del túnel

6          Diseño de túneles en roca

6.1       Criterios de diseño

6.2       Estándares técnicos y códigos de buenas prácticas

6.3       Sección transversal del túnel y requisitos geométricos

6.4       Dimensiones y geometría del túnel

6.5       Ubicación de los portales y diseño del soporte

6.6       Trazado en planta y distancias

6.7       Trazado en elevación

6.8       Inclinación del túnel

6.9       Requisitos de accesos intermedios y/o temporale

6.10     Requisitos de drenaje

6.11     Requisitos del piso del túnel

6.12     Requisitos de diseño operaciona

6.13     Requisitos de acceso

6.14     Diseño de túneles hidráulicos a presión

6.15     Consideraciones para el diseño sísmico de túneles en roc

6.16     Tapones

6.17     Constructabilidad del diseño

7          Estabilidad del túnel

7.1       General

7.2       Tipos probables de inestabilidad

7.3       Análisis de estabilidad y selección de parámetros

7.4       Estimaciones empíricas de estabilida

7.5       Evaluación de la estabilidad cinemática

7.6       Evaluación de la estabilidad del macizo rocos

7.7       Evaluación de la estabilidad del macizo rocoso mediante elementos discretos

7.8       Estimación y caracterización de sobre-esfuerzos

7.9       Estabilidad del túnel en zonas de falla

7.10     Condiciones de convergencias extrema

7.11     Estabilidad de túneles hidroeléctricos antiguos

7.12     Revisión de la estabilidad de túneles construidos en geologías similares

8          Excavación de túneles

8.1       Consideraciones prácticas

8.2       Dimensiones mínimas

8.3       Consideraciones para sobreexcavaciones

8.4       Excavación mediante perforación y tronadura

8.5       Diseño de tronaduras

8.6       Fracturamiento químico de rocas sin vibraciones

8.7       Acuñamiento

8.8       Productividad en la excavación de túneles de gran longitud mediante perforación y tronadura

8.9       Método de excavación secuencial (SEM) para rocas blandas

8.10     Excavación mediante tuneladora (TBM)

8.11     Evaluación de la aplicabilidad de TBM

8.12     Uso de TBM en condiciones de convergencias extremas

8.13     TBM para proyectos mineros

8.14     Especificaciones técnicas mínimas para TBM

8.15     Excavación mediante fresadoras

8.16     Métodos para excavaciones con gran inclinación

8.17     Excavación de piques

8.18     Excavación de cavernas

8.19     Tecnologías nuevas y en desarrollo para la excavación en roca

8.20     Evaluación de la metodología de construcción y riesgos

9          Soporte del túnel

9.1       Principios generales de diseño

9.2       Soporte inicial

9.3       Soporte final

9.4       Instalación del soporte

9.5       Soporte de los portales

9.6       Elementos de soporte y productos típicos

9.6.1    Pernos

9.6.2    Cables

9.6.3    Mallas

9.6.4    Hormigón proyectado

9.6.5    Marcos reticulados y metálico

9.7       Soporte para condiciones de sobreesfuerzos y estallidos de roca

9.8       Soporte para convergencias extremas

9.9       Evaluación del potencial de corrosió

9.10     Requisitos para el soporte delante de la frente de excavación

9.11     Congelamiento del terreno

9.12     Verificación de la estabilidad del túnel y del soporte de diseño

10        Requisitos para el revestimiento del túnel

10.1     Justificaciones para el revestimiento de túneles en roca

10.2     Aceptabilidad de túneles en roca sin revestimiento

10.3     Revestimiento final con hormigón proyectado

10.4     Revestimiento final de túneles hidráulicos con hormigón proyectado

10.5     Revestimiento final con hormigón in situ

10.6     Revestimientos de hormigón debido a fallas geológicas importantes en túneles hidroeléctrico

10.7     Revestimiento mediante anillos prefabricados de hormigón en excavación con TBM        

10.8     Requisitos y aplicaciones de impermeabilizació

10.9     Protección contra incendios

11        Consideraciones de construcción

11.1     Movilización al sitio

11.2     Preparación de campamentos y áreas de suministro

11.3     Acceso a portales y piques

11.4     Ventilación

11.5     Suministro de agua para construcción

11.6     Suministro eléctrico

11.7     Bombas y sumideros para construcción

11.8     Tratamiento de aguas subterráneas y de proceso

11.9     Requisitos ambientales para el muestreo y ensayos

11.10   Depósito de materiales excavados

11.11   Implementación del soporte de diseño

11.12   Requisitos para el mapeo geológico y geotécnico

11.13   Inspecciones para el aseguramiento de la calidad

11.14   Instrumentación geotécnica

12        Riesgos de construcción y medidas de mitigación

12.1     Peligros en portales

12.2     Peligros en la construcción de túneles

12.3     Influencia en la estabilidad por túneles existentes y cercanos

12.4     Control y gestión de aguas subterráneas

12.5     Impactos en la comunidad debido a la construcción de túneles

12.6     Atrapamiento y liberación de TBM

12.7     Problemas especiales de TBM y características de diseño

12.8     Generación de materiales finos durante la excavación con TB

12.9     Perforación de sondajes exploratorios durante el avance

12.10   Pre-drenaje

12.11   Inyecciones delante de la frente de excavación

12.12   Inyecciones post excavación

12.13   Túneles piloto

12.14   Técnicas de investigación durante la construcción

12.15   Equipos y recursos adicionales durante la construcción

13        Estimación de costos de construcción para túneles en roca

13.1     General

13.2     Estándares para la estimación de costos y recomendación de procedimientos

13.3     Supuestos clave para la estimación de costos de construcción

13.4     Costos directos

13.5     Costos indirectos

13.6     Contingencias de costos para la construcción y beneficios

13.7     Costos del cliente

13.8     Costo total esperado del proyecto

13.9     Análisis probabilístico de costos de construcción e incertidumbre geológica

13.10   Análisis integrado de riesgos para costos y cronograma

13.11   Comparaciones de costos con proyectos similares

14        Programa de construcción para túneles en roca

14.1     Identificación de actividades clave de construcción y representación gráfica

14.2     Plazos críticos para la adquisición de equipos clave

14.3     Evaluación de tasas realistas de productividad y jornadas de trabaj

14.4     Contingencias en el programa debido a eventos de riesgo

14.5     Actividades de la ruta crítica

15        Estrategia e implementación del contrato del proyecto

15.1     General

15.2     Documentación del contrato y tipos de contratos

15.3     Precalificación

15.4     Forma de pago

15.5     Riesgo compartido y compensación por condiciones del terreno diferentes a las esperadas

15.6     Informes geotécnicos de línea base y su implementación

15.7     Gestión del contrato y del programa de construcción

15.8     Alianzas

15.9     Resolución de disputas

15.10   Gestión de reclamos

16        Gestión de riesgos

16.1     Gestión de riesgos y ejecución

16.2     Evaluaciones cualitativas de riesgos y registro de riesgos

16.3     Asignación de riesgos

16.4     Estimaciones cuantitativas de riesgos

17        Inspección de túneles en roca

17.1     General

17.2     Inspecciones in situ,  documentación de la información y prácticas de seguridad

17.3     Inspecciones de túneles hidráulicos sin vaciado utilizando ROV

18        Renovación, reparaciones y decomisionamiento

18.1     Renovación

18.2     Reparaciones

18.3     Decomisionamiento

19        Casos históricos y lecciones aprendidas

19.1     General

19.2     Proyecto de Agua Lesotho Highlands, Fase 1, Lesotho

19.3     Túnel peatonal Pacific Place, Hong Kong

19.4     Túneles de la carretera Ring Road en Taipei, Taiwán

19.5     Túnel carretero Bolu Mountain, Turquía

19.6     Túnel ferroviario de base del Gotardo, Suiza

19.7     Túneles gemelos para agua potable Seymour Capilano, Canadá

19.8     Túnel Hidroeléctrico del proyecto Niágara, Canadá

19.9     Túneles de transferencia de agua Arrowhead, EE. UU.

19.10   Túneles del proyecto Canada Line Transit, Canadá

19.11   Túnel Hidroeléctrico Ashlu, Canadá

19.12   Proyecto hidroeléctrico Forrest Kerr, Canadá

19.13   Túnel Hidroeléctrico Río Esti, Panamá

19.14   Túnel Hidroeléctrico Chacayes, Chile

19.15   Túneles Hidroeléctricos Los Arandanos, Chile

19.16   Túnel de transporte de alta velocidad, Red Lake Mine Gold, Canadá

19.17   Túnel correa mina Pascua Lama, Chile

19.18   Túnel Hidroeléctrico Los Cóndores, Chile

19.19   Proyecto Hidroeléctrico Alto Maipo, Chile

19.20   Túnel de descarga de efluentes, Mid-Halton, Canadá

20        Involucramiento, roles y responsabilidad de los profesionales

20.1     Contratación de profesionales

20.2     Roles de los profesionales

20.2.1  General

20.2.2  Geólogos

20.2.3  Ingenieros geotécnicos

20.2.4  Ingenieros civiles

20.2.5  Ingenieros de túneles

20.2.6  Expertos técnicos independientes

20.3     Responsabilidad legal de los profesionales

21        Salud y seguridad

22        Referencias

23        Traducción de palabras y frases técnicas      

24        Acerca del  autor

25        Dedicaciones y recomendaciones

26        Descargo de responsabilidad

27        Agradecimientos