Geologia - Túnel.docx

TEMA: TÚNELES – PROYECTO OLMOS. PROFESOR: ING. CAROLINA TAVARA INTEGRANTES: ALDANA MORE, LOURDES YAKORI CATERIANO HUATUCO, FIORELA ANA LUCÍA CORONADO ALVAREZ, GREISI EVELIN MANRIQUE PURIZACA, JORGE ANTONIO PRINCIPE PEREZ, EVANDDER JOSÉ

PIURA

31 DE MARZO 2014

RESUMEN i.

INTRODUCCIÓN

Nuestro país tiene una gran tradición en la construcción de túneles, motivada por su accidentada geografía y su desigual reparto de sus recursos hidráulicos. El arte de la excavación en subterráneo nace con la historia de la humanidad. Se tiene conocimiento que las primeras excavaciones en subterráneo y de demolición de la roca se efectuaron con fines de extracción de minerales. La construcción de túneles, en el sentido tecnológico, se calcula que comenzó hace 3500 años a.c., durante la edad de bronce, con la extracción de materiales de cobre en las estribaciones inclinadas de las montañas de la península del Sinaí. Se basa en la perforación de rocas relativamente competentes, para desarrollos mineros y propósitos de obras civiles como drenaje, abastecimiento de agua para las ciudades, canales hidráulicos de generación de electricidad, transporte de ferrocarriles y carreteras. A partir del último cuarto del presente siglo se determinan dos métodos básicos para la excavación de túneles: El método cíclico con voladura empleando explosivos y el método de perforación y excavación continua sin uso de explosivos. El método cíclico es el más antiguo, evolucionado considerablemente y es el más empleado; se puede aplicar en cualquier tipo de roca mostrando su versatilidad. El método de excavación continua se encuentra en una etapa de desarrollo y si potencial se asienta en la obtención de equipos y herramientas diseñadas para cada ocasión. La roca constituye la unidad básica de la corteza terrestre, de ella podemos decir que es un conjunto de minerales formados en determinadas condiciones de temperatura, presión y otros factores que han determinado su consolidación. El ingeniero constructor necesita conocer las características del terreno rocoso donde se desarrolla la obra, siendo por lo general difícil que sepa identificar las características de la roca; en la mayoría de los casos se estima que esto es tarea exclusiva del ingeniero geólogo.

ii.

PLANTEAMIENTO Y CONTROL

1. Estudio y Análisis del proyecto a ejecutar Etapa muy importante, puesto que de un adecuado estudio y análisis del Proyecto ejecutado, podemos determinar cuantitativa y cualitativamente el peso de cada una de las variables que intervendrán en el proceso de planeamiento. 1.1 La ubicación:  Variable determinante para establecer el sistema de logística. Así por ejemplo, un túnel ubicado en Cailloma a 8 horas de Arequipa, no obligara a darle mucho énfasis al abastecimiento de combustible; en cambio uno ubicado en Trujillo dará como resultado mayor énfasis en el abastecimiento de agua, por ser una zona muy seca.  A nivel macro, se tendrá una idea del tipo de roca con el cual nos vamos a encontrar.

1.2 Características:  Geométricas – Topográficas: La sección del túnel, en combinación con la longitud, determinarán el equipo a emplear. De igual manera, el sistema de ventilación dependerá del equipo a utilizar.  Geológicas: De los estudios geológicos, podemos establecer con cierta aproximación el tipo de roca que se encontrara, el número de fallas, y de ese modo determinar y cuantificar el método de sostenimiento a emplear. 1.3 Plazo de obra:  Este ítem es aplicable tan solo en aquellas obras subterráneas que se construyen para terceros y en el cual media un contrato. El plazo es importante por cuanto impone una restricción a todas nuestras variables de decisión; de tal manera que el sistema a emplear, en su conjunto, deberá asegurarnos que las obras se puedan concluir.

2. Determinación del método ideal de trabajo Existen 2 variables independientes y una tercera dependiente de las primeras. Las variables independientes son:  Sistema de perforación  Sistema de evacuación Realmente la sección del túnel y la longitud del mismo, en conjunto con la calidad de la roca, determinarán el equipo(s) a utilizar para la perforación.

Equipo de perforación Vs. Calidad de roca: Mala Regular Competente Jumbo X X X TBM X X escariador X X *La calidad debe entenderse como dureza y no como fracturamiento. * En la actualidad los TBM tienen aplicación para túneles cada vez de menor diámetro (deben ser circulares necesariamente).

3. Determinación del método óptimo de trabajo El método óptimo de trabajo se puede determinar después de haber analizado y establecido las condiciones ideales para enfrentar el proyecto a ejecutar y de haber revisado los activos disponibles con los que ya contamos. Al final, el método que escojamos debería garantizarnos la mejor rentabilidad dentro de las restricciones de plazo.

4. Determinación de sistemas y parámetros de control 4.1 Control de costos Todas las empresas contratistas son un centro de utilidades. Si es así, sus células deben ser un centro de utilidades. Este razonamiento también se puede llevar a los proyectos, definiendo sus actividades como centro de utilidades. 4.2 Control de avance físico de actividades La administración de todo proyecto incluye dos funciones importantes: La planeación y el control. La planeación se basa en los datos suministrados por el control de la operación. Para esto se hace necesario que se establezcan de antemano como se va a controlar el avance físico de las actividades. 5. Análisis Económico- Financiero En el planeamiento inicial, el flujo de caja nos permitirá analizar los diferentes niveles de inversión que se deben realizar para el proyecto y determinar, a su vez, los aportes de capital y sus respectivos costos. Durante el desarrollo del proyecto permitirá establecer la posición de caja.

DEL PROYECTO OLMOS Ubicado en el departamento de “La Libertad”, El Túnel Trasandino, principal obra del componente de trasvase del Proyecto de Irrigación e Hidroenergético Olmos, permitirá trasvasar las aguas del río Huancabamba a través de una excavación subterránea de 19.3 kilómetros de longitud para su aprovechamiento en la irrigación de tierras eriazas y la generación hidroenergética. Con el que se podrán irrigar inicialmente 43,500 hectáreas de cultivos en Lambayeque. Es el segundo más profundo del mundo y el único que atraviesa de vertiente a vertiente la Cordillera de los Andes, por lo que se convierte en un hito en la historia de la ingeniería y construcción peruana y de la futura agricultura del país.

 Obras Para realizar esta complicada obra de ingeniería los trabajos se realizaron paralelamente en dos frentes de trabajo occidente y oriente estando divididos por la Cordillera de los Andes. Obras en Occidente. Túnel de Quebrada Lajas: Es una extensión lateral del Túnel Trasandino con 525 m de longitud y una sección circular de 5.30 m. Ha sido excavado y revestido para permitir la evacuación de las aguas trasvasadas a la Quebrada Lajas.

Túnel Trasandino: Tiene una longitud de 19.3 km, de los cuales, para el año 2004, estaban pendientes de excavación 14km. La sección de perforación es de 5.33 m y se tienen coberturas superiores a los 2 km por estar atravesando la Cordillera de los Andes. Su excavación está siendo realizada mediante el uso de una máquina perforadora de túneles (TBM por sus siglas en inglés - Tunnel Boring Machine) Obras en Oriente. Bocatoma definitiva: Ubicada aguas arriba de la Presa Limón, en la Quebrada Los Burros, tendrá uso cuando la Presa Limón se eleve hacia su altura final de diseño (85 m). Consiste en la excavación y sostenimiento de un túnel de una longitud de 1.12 km y una sección 5.3 m. Bocatoma provisional: Ubicada al pie de la Presa Limón, cuenta con dos compuertas de 42 m3/s cada uno y un conducto blindado de 320 m de longitud y 3.50 m de diámetro, que permite la interconexión con el Túnel Trasandino. Presa Limón: permite tener un embalse con una capacidad de 44 millones de m³ en total. Consiste en una presa de enrocado con cara de concreto y cortina impermeabilizante que demanda 1.000,000 m³ de diversos agregados para una altura de 43 m y una longitud de cresta de 350 m. Túnel de Desvío: Con una longitud de 210 m y una sección de 145 m2, permitirá la derivación de las aguas del río Huancabamba para la ejecución de la Presa Limón y, posteriormente, será parte de la operación del Aliviadero y del Sistema de Purga.

 Especificaciones  TÚNEL TRANSANDINO: El diámetro del túnel que se excava es de 5.33 metros. Para este proceso, la TBM tiene en la parte frontal una cabeza con 36 cortadores de acero especial. Además de cortar la roca, coloca el material excavado en fajas transportadoras que van hasta los vagones, especialmente acondicionados dentro del túnel con una temperatura que alcanza los 30° centígrados.

 TBM: Máquina de última generación (por sus siglas en inglés – TBM Tunnel Boring Machine) que coloca anillos metálicos como parte del sostenimiento del túnel anclados en la roca con barras helicoidales proporcionadas por Aceros Arequipa y luego un grupo de obreros se encargaba de hacer el acabado del sostenimiento que es dar la forma final del túnel.  COSTOS: El costo del proyecto supera los 250 millones de dólares y se inició en 2006, cuando la firma constructora Odebrecht ganó la licitación y se dio inicio a la ejecución del trabajo, culminándose el 20 de Diciembre del 2011 (construcción del túnel transandino).

Aplicación de la Geología Para poder ejecutar la construcción del túnel transatlántico, se necesitaba concer la geología de la zona, levantandose planos geológicos como también topográficos para posteriormente evaluar el tipo de trabajo a realizar; se conoce que la construcción de este túnel tuvo mucho auge en el mundo, debido principalmente a que esta mega construcción fue una de las más difíciles realizadas en todo el mundo, aun más que el túnel Sangotardo, considerado el más difícil en construirse.

La aplicación en la Geología fue de vital importancia es esta Mega Construcción, ya que al ser una zona con muy mala calidad de roca y la gran longitud del túnel Transandino, hicieron de esta obra una de las más conocidas en todo el mundo, ocupando el 2do lugar en cuanto a profundidad, comprometiendo así muchos factores a considerar como son las presiones verticales y presiones horizontales que ejercía la misma cordillera, ya que estas cadenas de montañas han sido formadas a través del movimiento de continentes; que al combinarse las presiones podían partir la piedra generando derrumbes. Se llegó a estimar que la presión vertical alcanzaba los 2000 metros de piedra, y la horizontal los 4000 metros, por la compresión.

BIBLIOGRAFÍA  Diseño de túneles. Ing. Pedro H. Tumialán Ing. Arnaldo Carrillo Gil Ing. Mario Cedrón Lassus Ing. Julio Orihuel Gómez Ing. Julio Rivera Feijóo Ing. José Luis Vitteri  Túneles y Obras Subterráneas – 2da edición. Editores técnicos asociados S.A.  Estructuración de vías Terrestres – 2da edición. Ing. Fernando Olivera Bustamante.  Excavación y mantenimiento de túneles en Roca. Ing. Nerio H. Robles Espinoza.  www.usmp.edu.pe/vision2012_lima/SEMINARIOS/conferencias/Tunel_Transan din.pdf Ing. Juan Moisés Saavedra Jiménez.  Documental Proyecto Trasvase Olmos| www.youtube.com/watch?v=W9Jr6lCcy0 Odebretch