CONSTRUCCIN TNELES DE ACCESOY TRANSPORTE PRINCIPAL PMCHS

CONTRATO N 4501243286

NDICE

1. OBJETIVOS Y ALCANCES DEL INFORME.2. DEFINICIONES Y ABREVIATURAS.3. CLCULO DE TIEMPO DE AUTOSOPORTE.4. CONCLUSIONES.5. REFERENCIAS.

1. OBJETIVOS Y ALCANCES.

1.1 Objetivos.

El objetivo principal de este breve informe es dar base a las alegaciones del Departamento de Geologa del proyecto de construccin de Tneles de Acceso y Transporte Principal (PMCHS) con respecto a los tiempos de autosoporte (stand-up time) de las distintas clases de roca identificadas durante los levantamientos geolgicos efectuados por los gelogos de la empresa, argumentando la toma de decisiones realizada en base a referencias bibliogrficas intrnsecamente ligadas a las clasificaciones geomecnicas utilizadas en el proyecto.1.2 Alcances.

Este informe no pretende ms que dar base cientfica a las alegaciones efectuadas por el Departamento de Geologa del proyecto en cuanto a aquellas decisiones operacionales relacionadas con la capacidad auto-portante de la roca.

2. DEFINICIONES Y ABREVIATURAS.

Autosoporte: Accin o efecto que permite al macizo rocoso soportarse naturalmente durante un periodo de tiempo sin necesidad de soporte artificial.

Clasificacin geomecnica: Comprende estimar la calidad del macizo rocoso, mediante la cuantificacin de parmetros geotcnicos, actividad desarrollada en terreno tomando como base algn sistema de clasificacin geotcnica.Discontinuidad: Cualquier plano de origen mecnico o sedimentario en un macizo rocoso, generalmente con una resistencia a la traccin muy baja o nula. La presencia de discontinuidades implica un comportamiento no continuo del macizo rocoso.GSI (Geological Strength Index): ndice de Resistencia Geolgica desarrollado por Marinos & Hoek, se trata de una clasificacin geomecnica puramente cualitativa.ndice Q (Q system): Clasificacin del macizo rocoso desarrollada por Barton para obras en tneles.Vano: Tramo del tnel soportado naturalmente por delante de la ltima fortificacin. Hace referencia al ltimo avance efectuado antes de ser fortificado.Macizo Rocoso (rock mass): Se entiende como macizo rocoso al conjunto de roca intacta y estructuras, en un volumen de tamao tal que representa adecuadamente la situacin que se est considerando. RMR: Rock Mass Rating. Clasificacin del macizo rocoso desarrollada por Bieniawski.Tiempo de autosoporte (stand-up time): Intervalo temporal entre la generacin de la excavacin y el colapso del macizo.Tneles: Estructuras que pueden ser construidas a travs del suelo o roca y dependen de las caractersticas de los materiales a travs de los cuales son construidos para definir el sistema de construccin, la duracin de la obra y los costos.

3. CLCULO DE TIEMPO DE AUTOSOPORTE (stand-up time).La utilizacin de clasificaciones geomecnicas tiene por objeto caracterizar un determinado macizo rocoso en funcin de una serie de parmetros a los que se les asigna un cierto valor. Mediante la clasificacin calculamos un ndice caracterstico de la roca, que permite describir numricamente la calidad de la misma y en base a esto elegir el soporte adecuado para el tramos de tnel descrito durante el levantamiento. Durante los levantamientos efectuados en los tneles se toman todos los parmetros necesarios para caracterizar el macizo rocoso segn las clasificaciones geomecnicas de Barton (ndice Q de calidad), Bieniawski (Rock Mass Rating, RMR) y Hoek (ndice de Resistencia Geolgica, GSI). Centrndonos en los resultados obtenidos mediante las cla-

sificaciones del RMR, y en funcin de la tabla desarrollada por Bieniawski en su informe CSIC (1976), podemos estimar los tiempos de autosoporte (ver figura 1) teniendo en cuenta la longitud del vano generado durante la excavacin.

Figura 1.Tiempo de autosoporte Vs. Vano (longitud de pase), para las diferentes calidades de roca segn Bieniawski, 1989. Fuente:L. Gonzlez de Vallejo, M. Ferrer, L. Otuo & C. Oteo. Ingeniera Geolgica. Pearson Education, Madrid, 2002. Pgina 518.

A partir de la grfica anterior, y correlacionando ambos ndices, RMR y Q de Barton (Figura 2), obtendremos una estimacin de los tiempos de autosoporte para el ndice Q de Barton (Figura 3).

Figura 2.Carta de seleccin de soporte (Grimstad & Barton) con adiccin de correlaciones alternativas con RMR (Bieniawski). Fuente: Rock Mass Clasification. RMR & Q system records. Tunnels & Tunnelling International. Febrero 2008. Pginas 27.

Figura 3.Estimacin de tiempos de autosoporte calculados para ndice Q de calidad (Barton, 1995). Fuente: Rock Mass Clasification. RMR & Q system records. Tunnels & Tunnelling International. Febrero 2008. Pgina 28.

4. CONCLUSIONES.Por ltimo podemos trazar el siguiente diagrama (figura 4) delimitando los campos correspondientes a las diferentes clases de soporte establecidas para el proyecto.

(b)(a)Figura 4.Estimacin de tiempos de autosoporte calculados para las distintas clases de soporte pre-establecidas para el proyecto. Fuente: Rock Mass Clasification. RMR & Q system records. Tunnels & Tunnelling International. Febrero 2008. Pgina 28. Modificado por P. D. Hergenrether (2014); basado en correlacin RMR=15 logQ+50.

Hemos de aclarar que tal como define el procedimiento de Codelco, no supone un riesgo perforar pernos y frente simultneamente, siempre y cuando se realice para clases de soporte 1, 2 y 3; para clase de soporte 4, la decisin correr a cargo del gelogo quien decidir en funcin de su criterio realizar la perforacin simultnea o no. Por otro lado si la caracterizacin estructural del macizo efectuada por el gelogo en clases 1, 2 y 3, diera como resultado presencia de control estructural, el gelogo ser el encargado de tomar la decisin de perforar pernos y frente por separado.Suponiendo un mapeo efectuado durante un levantamiento geolgico con resultado Q=0.8 y RMR~45 (ver figura 4, (a)), y en el supuesto de un avance de 4 metros, el tiempo aproximado de autosoporte debera ser de 5 a 6 das.

Se sobreentiende que la correlacin entre RMR y Q system est basada puramente en medias estadsticas por lo que es puramente estimativa, hemos de tener en cuenta que los parmetros calculados para cada una de ellas no son los mismos en su totalidad; en caso de no haber coincidencia, tendremos en cuenta el valor del RMR nicamente (ver figura 4 (b)).

5. REFERENCIAS.E. Hoek & E.T. Brown. Excavaciones subterrneas en roca. Mc Graw Hill. USA 1980.N. Barton. Rock Mass Characterization for excavations in mining and civil engineering. Publicacin independiente. Pgina 8.

N. Barton, 2002. Some new Q-value correlations to assist in site characterization and tunnel design. Int Journal of Rock Mech & Min Sci, 39.N. Barton & E. Grimstad, 1994. The Q-system following twenty years of application in NMT support selection. 43rd Geomechanic Colloquy, Salzburg. 6 de Febrero, pgina 428.L. Gonzlez de Vallejo, M. Ferrer, L. Otuo & C. Oteo, 2002. Ingeniera Geolgica. Pearson Education, Madrid, 2002. Pgina 518.Rock Mass Clasification. RMR & Q system records. Revista Tunnels & Tunnelling International. Febrero 2008. Pginas 27-28.

Tiempos de autosoporte en macizos rocosos segn calidad geomecnica.Por P. Daniel Hergenrether Prez. pg. 1