AVANCE DE TESIS
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ESTE EL AVANCE DEL CUARTO TRABAJO EL CUAL CONSISTE EN AVANZAR EL TEMA DE TESIS.

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AVANCE DE TESIS AVANCE DE TESIS Document Transcript

  • TEMA:<br />TBM APLICADO A LA CONSTRUCCION DEL METRO DE LIMA<br />TBM (MAQUINA ESCABADORA DE TUNELES)<br />Una tuneladora, T.B.M. (del inglés Tunnel Boring Machine) o minador a sección completa es una máquina capaz de excavar túneles a sección completa, a la vez que colabora en la colocación de un sostenimiento si este es necesario, ya sea en forma provisional o definitiva.<br />La excavación se realiza normalmente mediante una cabeza giratoria equipada con elementos de corte y accionada por motores hidráulicos (alimentados a su vez por motores eléctricos, dado que la alimentación general de la máquina se realiza con energía eléctrica), aun cuando también existen tuneladoras menos mecanizadas sin cabeza giratoria. El empuje necesario para adelantar se consigue mediante un sistema de gatos perimetrales que se apoyan en el último anillo de sostenimiento colocado o en zapatas móviles (denominadas grippers), accionados también por gatos que las empujan contra la pared del túnel, de forma que se obtiene un punto fijo desde donde empujarán.<br />Detrás de los equipos de excavación y avance se sitúa el denominado " equipo de rezaga" de la tuneladora (o en denominación inglesa back up), constituido por una serie de plataformas arrastradas por la propia máquina y que, a menudo, ruedan sobre rieles que la misma tuneladora coloca, donde se alojan todos los equipos transformadores, de ventilación, depósitos de mortero y el sistema de evacuación del material excavado.<br />Tuneladora de tipo topo utilizada en Yucca Mountain, Washington<br />Los rendimientos conseguidos con tuneladoras de cabeza giratoria son elevadísimos si se comparan con otros métodos de excavación de túneles, pero su uso no es rentable hasta una longitud mínima de túnel a excavar: hace falta amortizar el precio de la máquina y eclipsar el tiempo que se tarda en diseñarla, fabricarla, transportarla y montarla (que puede llegar a los dos años). Además, los túneles a excavar con tuneladora tienen que tener radios de curvatura elevados porque las máquinas no aceptan curvas cerradas, y la sección tiene que ser circular en túneles excavados con cabeza giratoria.<br /> TIPOS DE “TMB”<br />Se distinguen dos grandes grupos: los topos y los escudos, aun cuando también existen tuneladores mixtas como las que excavan actualmente la línea 9 del metro de Barcelona.<br /> Topos<br />Los topos son tuneladoras diseñadas para excavar rocas duras o medianas, sin demasiadas necesidades de sostenimiento. Su diferencia fundamental con los escudos es que no están dotados de un cilindro de acero tras la rueda de corte que realiza la función de entibación provisional.<br />Foto de un modelo a escala de la tuneladora empleada para el Túnel de San Pedro, Ministerio de Fomento de España.<br />La fuerza de empuje se transmite a la cabeza de corte mediante cilindros (cilindros de empuje). La reacción producida se transmite al hastial del túnel mediante los grippers (fuerza de anclaje). Los grippers también compensan el par producido por la cabeza de corte, que se transmite a éstos a través de la viga principal.<br />Cuando se ha terminado un ciclo de avance, se necesita reposicionar las zapatas de agarre (grippers), para la cual se apoya la viga principal en el apoyo trasero. Una vez anclados los grippers en su nuevo emplazamiento, se libera el apoyo trasero y se inicia un nuevo ciclo de avance.<br /> Escudos<br />Los escudos son tuneladoras diseñadas por excavar rocas blandas o suelos, terrenos que necesitan sistemáticamente la colocación de un sostenimiento. A diferencia de los topos, los escudos cuentan con una carcasa metálica exterior (que da el nombre a este tipo de máquina) que sostiene provisionalmente el terreno desde el frente de avance hasta algo más allá de donde se coloca el sostenimiento definitivo, normalmente consistente en anillos formados por unas 7 dovelas. De este modo, se garantiza en todo momento la estabilidad del túnel. A menudo están preparadas para avanzar bajo el nivel freático.<br />Si se trata de una tuneladora de cabeza giratoria, suele estar equipada con picas, rastreles o rippers" (elementos que arrancan los suelos) y cortadores (elementos que rompen por identación la roca). También dispone de una serie de aperturas, frecuentemente regulables, por donde el material arrancado pasa a una cámara situada tras la rueda de corte y desde donde se transporta posteriormente hacia el exterior de la máquina.<br />Tras esta cámara se alojan los motores y el puesto de mando de la máquina, espacios completamente protegidos por la carcasa metálica.<br />Seguidamente está todo el sistema de perforación: primero los cilindros perimetrales (con un recorrido entre 1,20 y 1,50 m). Estos gatos perimetrales se apoyan contra el último anillo colocado de dovelas del revestimiento definitivo del túnel. Cuando finaliza el recorrido de los cilindros de avance, se coloca un nuevo anillo de dovelas (en el interior de la carcasa, que se extiende algo más allá, de forma que el túnel siempre está sostenido) y se empieza un nuevo ciclo de excavación. Una inyección de mortero o grasa es necesaria para llenar el vacío de 7 a 9 cm de grueso entre las dovelas y el terreno excavado.<br />Se distinguen dos grandes grupos de escudos, de entre los que se distinguen las tipologías que se explicitan a continuación:<br />Escudos de frente abierto: se usan cuando el frente del túnel es estable. El sistema de excavación puede ser manual, mediante brazo fresador, con un brazo excavador o con una cabeza giratoria. En algunos casos, se puede colaborar con la estabilidad del frente una vez acabado cada ciclo con unos paneles a modo de reja. Con este tipo de máquina, si la cabeza no es giratoria, es posible trabajar con secciones no circulares.<br />Escudos de frente cerrado: se usan cuando el frente del túnel es marcadamente inestable, por ejemplo en terrenos no cohesivos, saturados de agua, etc. La sección excavada ha de ser circular. tiene varios tipos:<br />Escudos con cierre mecánico: la entrada y salida de material en el cuarto de tierras se regula mediante dos puertas de apertura controlada hidráulicamente. La máquina tiene limitaciones con presencia de agua.<br />Escudos presurizados con aire comprimido: prácticamente no se usan.<br />Escudos de bentonita o hidroescudos: con la inyección de bentonita se consigue estabilizar el terreno por sus propiedades tixotrópicas y facilitar el transporte de material mediante bombeo.<br />Escudos de balance de presión de tierras o EPBs: el material es extraído del cuarto de tierras mediante un tornillo de Arquímedes. Variando la fuerza de empuje de avance y la velocidad de extracción del tornillo, se consigue controlar la presión de balance de las tierras, para que ésta garantice la estabilidad del frente y se minimicen los asentamientos en superficie. Para facilitar la evacuación de productos poco plásticos con tornillos, a menudo se han de inyectar productos químicos por aumentar la plasticidad de los terrenos. Hoy en día, las EPB son la tecnología predominante en cuando a excavación de túneles bajo nivel freático.<br /> Doble Escudo<br />Otra modalidad de tuneladora es la denominada Doble Escudo, capaz de trabajar como topo o como escudo, en función de la calidad del macizo rocoso, siendo la mejor solución para macizos con tramos de tipología variable suelo-roca. En este tipo de tuneladoras el escudo está dividido en dos partes, la delantera en la que se encuentra la cabeza de corte, y la zona trasera en la que se realiza el montaje del anillo de dovelas.<br />El movimiento de estas dos partes del escudo es independiente, situándose los " grippers" en un hueco abierto entre ambas, por lo que la cabeza puede excavar mientras que en la cola del escudo se van montando los anillos de dovelas. De esta manera los rendimientos alcanzados con este sistema son mucho mayores que con un escudo simple. Este sistema se aplica en aquellos terrenos capaces de resistir la presión que transmiten los “grippers”. Al mismo tiempo que los cilindros de empuje principal impulsan hacia delante el escudo de cabeza y la rueda de corte realiza la excavación, en el escudo trasero se procede al montaje de un nuevo anillo de dovelas de sostenimiento al abrigo del mismo.<br />Cuando el terreno es más débil y no es capaz de resistir la presión de los “grippers”, la tuneladora funciona como escudo simple, cerrandose el hueco de los " grippers" , y apoyándose la tuneladora, mediante unos cilindros auxiliares, en el último anillo colocado, para así obtener la reacción necesaria para el empuje de la cabeza de corte (es decir, como trabaja un escudo normal). Por ello, trabajando en modo escudo, no es posible simultanear la excavación con el montaje del anillo de dovelas.<br />Sistema de avance de un topo <br />La sección de anclaje de un topo comprende: Un carro estructural o back up, un conjunto de zapatas de anclaje denominado codal o grippers, y los cilindros de empuje de la máquina. <br /> HYPERLINK " http://www.microtunel.com/59_avtopo.htm" " _blank" <br />Los codales o grippers: <br />Son las zapatas que apoyan la máquina contra la roca durante el avance. Deben de soportar la fuerza de empuje necesaria para el avance del topo, proporcionada por los cilindros de empuje y transmitirla a las paredes del túnel. <br />Método de avance: <br />El funcionamiento de un topo se compone de 5 ciclos bien diferenciados:1. La máquina es acodalada en el túnel. Comienza la excavación.2. Los cilindros de empuje del cabezal de corte llegan al final de su carrera. Se para la excavación.3. Los soportes delanteros y traseros se extienden y se retraen los codales. EL cuerpo principal de la máquina o Kelly exterior se desliza suavemente hacia delante.4. La máquina se alinea usando el soporte trasero.5. Los codales son extendidos y los soportes recogidos. La máquina está lista para iniciar un nuevo ciclo<br />Túneles con revestimiento por dovelas o mediante cerchas.Una vez realizado un avance, la máquina coloca el revestimiento y deja el túnel totalmente realizado.<br />Escudo de presión de tierras EPB <br />En aquellos estudios geotécnicos donde se detecten terrenos cohesivos, es recomendable el empleo de un escudo EPB (Earth Preasure Balance). Sus ventajas: un elevado rendimiento de extracción, la rentabilidad de su funcionamiento y su respeto al medio ambiente. <br />Los escudos EPB utilizan la tierra excavada como medio de sostenimiento del frente. El acondicionamiento del terreno con espuma amplía considerablemente el campo de aplicaciones del escudo. La fuerza de los cilindros de propulsión, transmitida a través del mamparo estanco, actúa sobre la tierra plastificada en la cámara de extracción, consiguiéndo así un equilibrio de fuerzas y evitándo derrumbamientos del frente. El material excavado se transfiere a una cinta transportadora a través de un sinfín. El transporte del material al exterior se realiza mediante vehículos sobre raíles o camiones. <br />Esquema básico de un escudo EPB:<br />120015220345<br />El escudo Mixshield <br />Es un escudo muy polivalente. La idea básica consiste en perforar en diferentes tipos de geología con una misma máquina, pero con diferentes modos operativos. Funciona como hidroescudo, escudo con control de presión de tierra EPB, aire comprimido o escudo abierto. Hoy por hoy, es el tipo de escudo más utilizado en la construcción de túneles en ciudades para líneas de metro, ferrocarril, carreteras, etc. <br />El sostenimiento del frente mediante fluídos es el método de operación más frecuente. Como medio de soporte y de transporte se utiliza una suspensión de bentonita. La mezcla agua/tierra/bentonita se trata en una planta separadora y La suspensión recuperada, se vuelve a introducir en el circuito. <br />Esquema básico de un Mixshield:<br />15240195580<br />Escudo para roca dura <br />También denominados topos escudados ya que son utilizados en las mismas condiciones geológicas que los topos. Estos escudos se diferencian muy poco en la rueda de corte y en el sistema de extracción del escombro de los topos estándar. Sin embargo, son totalmente diferentes en el sistema de propulsión y en el escudo de protección. <br />La seguridad es la ventaja fundamental que ofrece el topo escudado con relación al topo estándar y es que la excavación y el sostenimiento del túnel tienen lugar dentro del escudo protector, eliminándose el riesgo continuo que se corre en las instalaciones libres de sostenimiento. <br />Otra ventaja importante que ofrece el escudo para rocas duras en contraste con el topo es, que el escudo permite colocar el revestimiento definitivo del túnel. De este modo con la colocación de las dovelas prefabricadas de hormigón armado el túnel queda totalmente finalizado con el paso de la tuneladora. <br />Esquema básico de un Escudo para roca dura:<br />El doble escudo<br />Los dobles escudos son tuneladoras con caracterísitcas mixtas entre el topo y el escudo. La característica principal es que está dotado de dos sistemas de propulsión independientes donde el primero de éstos corresponde al sistema de propulsión del escudo y el segundo con el del topo. <br />El doble escudo es un escudo telescópico articulado en dos piezas que proporciona un sostenimiento continuo del terreno durante el avance del túnel. <br />Las distintas posibilidades de trabajo que ofrecen los dobles escudos permiten conseguir unos rendimientos próximos a los de los topos, que los escudos para roca dura no podrían conseguir. Al igual que los escudos para roca dura los dobles escudos permiten realizar túneles a través de terrenos con geología cambiante e inestable que los topos no podrían realizar. <br />Fotografía de un doble escudo:<br />1120140-3175<br />El escudo delantero: Sirve como estructura soporte de la cabeza de corte, contiene el rodamiento principal, la corona de accionamiento y los sellos interno y externo. <br />El escudo trasero: o escudo de anclaje, incorpora las zapatas de los grippers operables a través de ventanas. En su parte posterior incorpora el erector de dovelas y los cilindros de empuje para la propulsión en modo escudo normal. <br />Topos <br />Los topos son tuneladoras diseñadas para poder excavar rocas duras y medias sin grandes necesidades de soporte inicial. Los elementos principales que forman un topo son dos, la cabeza de corte y la sección de anclaje, compuesta a su vez por: los codales o grippers, los cilindros y el Back up o carro estructural. <br />En el diseño de un topo, la parte fundamental a estudiar con más detenimiento es la cabeza de corte y la posición de las herramientas de corte, discos de corte, rastrillos, cangilones de desescombro y coppy cutters que se van a instalar en ella. <br />La fuerza para realizar el avance se obtiene como reacción de los grippers contra el terreno. <br />Esquema básico de un topo:<br />El topo ensanchador es, como su propio nombre indica, aquel topo que se utiliza para agrandar túneles y así evitar las consecuencias de las fuerzas de agarre en la excavación finalizada, ya que los topos ensanchadores tienen los grippers delante de la rueda de corte. <br />Los topos para planos inclinados están especialmente diseñados para la realización de túneles con pendientes mayores de 10% y que han llegado al 50%. Estos topos han sido utilizados en la construcción de funiculares subterráneos a estaciones de esqui, túneles de centrales eléctricas, minas, etc. <br />La metodología del PAT (PLAN DE VANCE DE UN TUNEL) como garantía de éxito en los túneles en áreas urbanas<br />En condiciones normales, el objetivo fundamental de la ingeniería es garantizar que un túnel se realice dentro de las limitaciones de tiempo y coste, que sea estable y duradero, y que cumpla las especificaciones técnicas y requisitos del cliente. Estos objetivos son realmente muy importantes, pero no son suficientes en el caso de túneles en ciudad, donde con frecuencia existe un conjunto de elementos que influyen en la elección del diseño y en la construcción. El enfoque correcto para obtener éxito en la construcción de túneles, especialmente en las ciudades, debería consistir en:<br />Correcta comprensión del medio ambiente circundante;<br />Establecer requerimientos realísticos tanto en el diseño como en la construcción, teniendo en cuenta el estado de las más avanzadas tecnologías y las mejores prácticas;<br />Controlar el diseño y la construcción, a través de la aplicación de un Plan de Gestión de Riesgos (Risk Management Plan - RMP) que es una metodología transparente y con gran potencial;<br />Garantizar que el diseño se compruebe y, si fuera necesario, optimizarlo durante la ejecución usando la metodología del Plan de Avance del Túnel (Plan for Advance of Tunnel - PAT);<br />Reconocer que la construcción, y especialmente, el control de los procesos de construcción constituyen una parte integral de la ingeniería, porque “proyectar” una estructura subterránea en una zona urbana es una actividad iterativa.<br />En este documento se describen los principales pasos de un típico RMP y los elementos básicos del PAT, y se ilustran con ejemplos prácticos.<br />En las últimas décadas, se han obtenido algunos logros importantes en relación con la construcción de túneles, en zonas urbanas y en términos de seguridad, velocidad y coste de la excavación. Además, con cada logro acompañado por una nueva experiencia practica, el “límite de la viabilidad” de la tecnología de ayer ha dado un paso hacia delante en la tecnología de hoy, teniendo como resultado el empleo de máquinas de grandes diámetros y la posibilidad de realizar excavaciones en condiciones cada vez más difíciles.<br />El éxito en los túneles, especialmente en los construidos en ciudades, requiere una adecuada y correcta compresión del medio ambiente circundante, ver el ejemplo de la<br />Figura 1 en el que confluye una densa infraestructura en la superficie, instalaciones subterráneas, estructuras enterradas, así como el medio geológico natural. Si bien los tres<br />primeros elementos pueden ser, en cierta medida, documentados e investigados con relativa facilidad, el último, es decir, el terreno natural, representa el elemento más difícil de entender y conocer.<br />Los típicos riesgos o “hazards” asociados a la construcción de un túnel en zonas urbanas son:<br />pobres características del suelo, presencia del nivel freático por encima del túnel, sobrecargas someras (a menudo acercándose a los límites de viabilidad), y asentamientos del terreno inducidos por la construcción del túnel con los posibles daños a las estructuras existentes y a los servicios públicos que se encuentran por encima del mismo. Además, se debe trabajar con incertidumbre en los principales datos o parámetros de entrada: la interpretación geotécnica del comportamiento del terreno, la evaluación de la interacción entre estructura y entorno, las variables de construcción y los factores del mercado y la opinión y respuesta final de los usuarios a la construcción del túnel. De hecho, como señaló sabiamente Peck [1], las propiedades en la ingeniería no se pueden especificar, solo se pueden estudiar, investigar y determinar en función de las condiciones físicas a las que puedan estar sometidas, por ejemplo cimentaciones, excavaciones (túneles o trincheras) u otras obras de ingeniería. Nunca dos puestos de trabajo son exactamente iguales.<br />Sin embargo el proyectista debe diseñar y supervisar la construcción de un proyecto de forma que cumpla el propósito para el que ha estado construido bajo las condiciones de seguridad y economía.<br />Cuando se analizan los desafíos a los que se enfrenta cualquier persona que quiera construir un túnel en una ciudad, se concluye que el único enfoque correcto para hacer frente a este tipo de problemas es el de un riguroso y completo análisis de riesgos. Por supuesto, la elección del método de excavación es de suma importancia y, cuando se trata de túneles en ciudad, se debe elegir el método TBM con escudo y presión en el frente, de tal modo que la elección de la tuneladora constituya la “primera contra medida” a los principales riesgos identificados en el proyecto. Además, como “contra medidas secundarias” es necesario aplicar un riguroso plan de vigilancia y control del mecanismo del proceso de construcción del túnel, por medio de una serie de procedimientos operativos. El control de todo el sistema de aplicación conduce a la propuesta de una nueva metodología, denominada PAT, que permite asegurar el éxito del proyecto. Dicha metodología, que se presenta brevemente en este documento, se describe con detalle en el libro “Mechanized Tunnelling in Urban Areas” publicado por Taylor&Francis/Balkema, 2007 [2].<br />El objetivo final es evitar que ante la presencia de incertidumbres y de posibles condiciones imprevistas, el proyectista del túnel pueda ser inducido a ser más prudente de tal manera que en el desarrollo de la concepción que esta llevando a cabo, el peor de los casos o el de valores geotécnicos mas pobres (o incluso la combinación de ambos) se convierta en el “peor de los casos de diseño” generalizado para todo el proyecto, mientras que la necesidad real es que la asignación de este “peor caso” se podría limitar tan solo a algunas partes del proyecto.<br />Por lo tanto, creemos que, en respuesta a quienes han advertido recientemente que “la gestión de riesgos excesiva podría perjudicar al proyecto de un túnel en lugar de llevarlo a una conclusión exitosa” (World Tunnelling, Junio 2008), una propuesta de RMP puede ayudar a optimizar la ingeniería de la construcción de un túnel en condiciones difíciles, conduciéndolo a su terminación con éxito.<br />2.1 Túneles en áreas urbanas<br />Los típicos riesgos o “hazards” asociados a la construcción de un túnel en zonas urbanas son: pobres características del suelo, presencia del nivel freático por encima del túnel, sobrecargas someras (a menudo acercándose a los límites de viabilidad), y asentamientos del terreno inducidos por la construcción del túnel con los posibles daños a las estructuras existentes y a los servicios públicos que se encuentran por encima del mismo. Además, se debe trabajar con incertidumbre en los principales datos o parámetros de entrada: la interpretación geotécnica del comportamiento del terreno, la evaluación de la interacción entre estructura y entorno, las variables de construcción y los factores del mercado y la opinión y respuesta final de los usuarios a la construcción del túnel.<br />En condiciones normales, los objetivos fundamentales para el diseño y posterior construcción de un túnel es asegurar que el trabajo se realice dentro de las limitaciones presupuestarias de tiempo y coste, que sea estable y duradero y que cumpla con las especificaciones técnicas y requisitos del cliente. Estos objetivos son realmente muy importantes, pero no son suficientes en el caso de túneles en ciudad, donde con frecuencia existe un conjunto de elementos que influyen en la elección del diseño y en la construcción.<br />La presencia de estos elementos requiere que se preste especial atención a aspectos como:<br />Perturbar lo menos posible la integridad de la superficie del terreno y el entorno edificado encima;<br />Tener en cuenta todas las estructuras existentes y todos los servicios urbanos subterráneos, como el sistema de alcantarillado y red de telecomunicación;<br />El respeto de los limites de asentamientos superficiales especificados en el diseño, que es función del tipo de terreno y de la estructura existente (o sus coeficientes de vulnerabilidad), así como de la técnica de construcción que se utilizará;<br />Evitar absolutamente el colapso del frente del túnel, que puede causar daños materiales<br />y personales.<br />2.2. El plan de gestión de riesgos como medio actual para el diseño de túneles<br />El punto clave es reconocer los factores de riesgo o los peligros y “ser prudente a priori”, ya que consideramos que la mayoría de los riesgos se pueden gestionar de manera eficaz a través de la utilización de un Plan de Gestión de Riesgos (RMP), que es una metodología sólida, transparente y eficaz que se puede adoptar desde las primeras etapas de diseño hasta las fases de construcción y operación, para reducir al mínimo la ocurrencia de los riesgos y/o mitigar sus consecuencias. El RMP es una metodología compuesta por pasos y herramientas claramente identificados para la gestión de riesgos en la construcción de túneles. El objetivo de la aplicación de un RMP en un proyecto es asegurar que todos los riesgos se han reducido a niveles aceptables y que han sido tratados de forma eficaz. Un RMP debe establecerse en base a cuatro principios fundamentales o esenciales (Grasso et al., 2002[3]; Chiriotti et al., 2003[4]).<br />Identificación de los Riesgos:<br />Definir los objetivos y requisitos del proyecto;<br />Establecer la tolerancia por parte del Cliente ante la situación riesgo, tanto para el grado de incertidumbre como para el nivel de riesgo asumido;<br />Caracterización de un Escenario de Proyecto de Referencia e identificación de los riesgos mediante la elaboración de un registro de riesgos (es decir, una lista completa de los posibles peligros y riesgos iniciales), abarcando todas las disciplinas y fases del proyecto;<br />Cuantificación del Riesgo:<br />Para cada uno de los peligros o hazards identificados, se especifican las posibles causas y el riesgo se evalúa a través de una evaluación de su probabilidad de ocurrencia y de su impacto en el proyecto ;<br />Se logra una estimación preliminar de la vulnerabilidad del proyecto a los diferentes tipos de riesgos si se utilizan métodos de cuantificación cualitativa, mientras que se obtiene un estimación mas fiable si se utilizan métodos cuantitativos como por ejemplo los análisis probabilísticos;<br />Se asigna un orden de prioridad a los riesgos identificados y se realiza una selección de los riesgos inaceptables que deben ser considerados mas adelante;<br />Respuesta al desarrollo de los Riesgos:<br />Si un riesgo es inevitable, tiene que ser mitigado mediante la identificación de una lista de acciones de respuesta o mitigación: un enfoque de diseño y/o una técnica de construcción y/o un método de instalación que reduzcan el riesgo inicial;<br />Suponiendo que las medidas de mitigación se han puesto en práctica, el riesgo tiene que ser re-evaluado, a fin de cuantificar el riesgo residual, teniendo en cuenta que, después de la introducción de las medidas de mitigación, la responsabilidad de la gestión del riesgo residual puede cambiar;<br />Comunicar sistemáticamente y/o reducir aun más los riesgos residuales.<br />Respuesta de Vigilancia de los Riesgos:<br />Asegurarse de que los procedimientos de construcción/instalación para la ejecución de las obras, son conformes a las estrategias identificadas en la fase de diseño, para reducir el riesgo inicial;<br />Diseño de un eficaz Plan de Control para gestionar los riesgos durante la construcción, instalación y pruebas a realizar, lo que implica que se deben identificar los principales parámetros e indicadores para el control de la seguridad, de la calidad y del progreso de las obras y que se debe poner en marcha los procedimientos de vigilancia (es decir, tipo de instrumento, frecuencia de las lecturas, alerta y umbrales de alarma, etc.);<br />Diseño de un sólido Plan de Contra - Medidas que se aplicaran durante la construcción en el caso de que se superen los umbrales de alarma. Para situaciones extremamente críticas se debe preparar también un Plan de Emergencia.<br />Los autores también creen que la “ingeniería” de una estructura subterránea en una zona urbana es una actividad “iterativa”, que a partir de bases probabilísticas, debería incluir: (1) una comparación con la realidad, puesto gradualmente de manifiesto en la construcción, y (2) la modificación del diseño inicial con la consiguiente adaptación del diseño a la evolución de la realidad, todo esto a través de un dinámico y continuo proceso de diseño (aplicación, seguimiento, control y optimización del diseño) hasta la finalización de las obras, momento en el cual el diseño deberá ser completado. De esto se deduce que la construcción y, especialmente, el control del proceso de construcción también deben considerarse como parte integrante de la “ingeniería” de un túnel.<br />La aplicación de un RMP exige que el proyecto se elabore utilizando métodos probabilísticos, siempre que sea posible, y que el diseño resultante se deba revisar y si, fuera necesario, optimizar durante la ejecución utilizando la metodología PAT. Los principios del PAT se ilustran en la Fig. 2. Siendo un nuevo método utilizado para finalizar el diseño y para el control de la construcción es también un método “continuo” que permite la actualización del diseño y el control de los parámetros de construcción de los tramos del túnel que se deben construir basándose en los resultados obtenidos en los tramos ya construidos.<br />2.3. Una nueva metodología de diseño: plan de avance del túnel (PAT)<br />Durante la construcción, el RMP y la función del proyectista dentro del RMP, son de suma importancia. Es necesario que las herramientas (como el registro de riesgos) y los métodos (como la identificación y cuantificación de los riesgos, el diseño a través de escenarios de riesgos, etc) permanezcan siempre activos y dinámicos para garantizar, de este modo, que el diseño que se aplicará es el más apropiado y está basado en la “mejor estimación” del conocimiento del terreno y de la propia situación.<br />El concepto de diseño iterativo mediante la utilización del PAT se introdujo por primera vez por Geodata en el 2001 en el metro de Oporto (Grasso et al., 2002b [5], Chiriotti et al., 2004[6]).<br />El PAT es un documento vivo que proporciona un vínculo dinámico entre el diseño y la construcción y que facilita la gestión de los riesgos residuales. De hecho, el PAT tiene un bajo coste, es fácil de aplicar, y proporciona un procedimiento práctico para el equipo del proyectista -constructora - dirección de obra para actualizar continuamente los escenarios de los riesgos y los correspondientes planes de mitigación según los procedimientos constructivos.<br />El PAT se produce (o se actualiza) antes de la excavación de cada 200 a 500m a lo largo del tramo del túnel. En el se resumen tanto los requisitos de diseño como de construcción, con el fin de lograr un funcionamiento seguro; y se basa en el contenido de los iniciales documentos de diseño, en los datos obtenidos del PAT en el/los tramo/s anteriores y si es el caso en los nuevos datos de entrada. Se utiliza un enfoque multidisciplinario para actualizar la identificación de los riesgos iniciales y para mantener bajo control los riesgos residuales mediante: <br />Recogida y análisis de la TBM y de los datos de control de la sección excavada anteriormente;<br />Recoger y analizar los nuevos datos que puedan afectar localmente a las referencias geológicas del modelo;<br />Recopilar y analizar los niveles piezometricos y los datos de lluvia con el fin de determinar la necesidad de adaptar los rangos de presión definidos en los documentos de diseño;<br />Revisión de los datos de los nuevos edificios y obtener información de las interferencias existentes;<br />Examinar la necesidad de adicionales instrumentos de control o de la frecuencia de laslecturas, y<br />Revisión de los requisitos en términos de avance de la TBM.<br />Esta información se utiliza después para obtener una mejor predicción del modelo de referencia y resumir mediante un esquema y un breve informe, las siguientes instrucciones:<br />Necesidad de adicionales obras de consolidación o reducción de las previstas;<br />Condiciones geológicas más probables en el frente del túnel y en la estimación de las sobrecargas;<br />Condiciones hidrogeológicas y niveles piezometricos más probables;<br />Posición de los instrumentos de control (en el interior del túnel, en el terreno, en la superficie, sobre los edificios y en los servicios públicos);<br />Cuadro resumen de los valores umbrales de aplicación de los parámetros de vigilancia;<br />Frecuencia de las lecturas previstas para todos los instrumentos de control;<br />Rangos de funcionamiento para los parámetros clave de la TBM: el peso del material extraído por anillo, densidad aparente del material extraído, presión en el frente, presión de inyección en el hueco anular;<br />Frecuencia y posición de las perforaciones de investigación en avance;<br />Requisitos particulares relativos a la conducción de la TBM: como no pararse debajo de los edificios mas sensibles, la inyección de bentonita entorno al escudo para reducir la perdida de volumen debajo de edificios sensibles;<br />Requisitos relacionados con las inspecciones visuales de los edificios más vulnerables desde que la TBM se acerca a los mismos hasta que se alcanza la estabilización de los asentamientos;<br />Requisitos para las evacuaciones temporales en situaciones de emergencia.<br />El PAT facilita el trabajo de los operarios y técnicos “in situ” ya que toda la información relevante se actualiza y se resumen en documentos cortos y sintéticos, en lugar de que se disemine en los diferentes documentos del proyecto.<br />Al equipo de construcción se le debe facilitar siempre los documentos del PAT, después de que el contenido se haya discutido y acordado con el cliente. En este momento, el PAT se convierte en una guía “viva” para la construcción del túnel. Se utiliza para actualizar los parámetros clave en base al seguimiento diario y en tiempo real de los datos y sirve como apoyo a la toma de decisiones cuando surgen situaciones anormales.<br />Todas las partes implicadas están, por lo tanto, seguras de que la construcción se está llevando a cabo de forma controlada.<br />2.3.1. Algunos ejemplos de la aplicación con éxito del PAT<br />Línea 1 del Metro de Oporto<br />Una breve descripción del proyecto:<br />El Metro de Oporto tiene una longitud de 70 kilómetros en la segunda ciudad más grande de Portugal que conecta Oporto con siete municipios. Esta formado por dos secciones subterráneas: 2.6 km de túnel para la línea C y 3.5 km para la línea S. Los dos túneles se están construyendo con dos Herrenknecth EPB-TBMs. Los diámetros interiores de los túneles son de 7.80 m y 8.00 m, y ambos están formados anillos cónicos con 6+1 (clave) dovelas, de 1.40m de largo y 300 mm de espesor. Los anillos cónicos permiten la excavación con radios mínimos de curvatura de 200 m.<br />El rango de cobertura es de 15 a 30 m, con un mínimo de 3-4 m en la parte final de la línea C, donde el túnel pasa por debajo de los edificios existentes (véase Figura 1).<br />El suelo esta compuesto principalmente por rocas ígneas pertenecientes a la formación de “Granito do Porto” (Figura 3). A menudo se encuentra material aluvial degradado por encima del granito, debido a la presencia de varios cursos de agua, la mayoría de ellos están enterrados por la intensa urbanización de la zona. El perfil de meteorización del granito es complejo y se caracteriza por la presencia irregular de bloques complicado por estructuras como fallas, pegmatitic “dykes”, horizontes fracturados, etc. El granito muestra condiciones geotécnicas altamente variables, incluso dentro del alcance del limitado ámbito.<br />El nivel freático se localiza entre los 10 y 25m por encima del túnel y sigue aproximadamente la morfología de la superficie. Las investigaciones geotécnicas realizadas antes de la construcción no pusieron de manifiesto la existencia de múltiples niveles freáticos ni condiciones artesianas. El gradiente hidráulico varía en la zona del proyecto del orden del 1,5% al 6%,dependiendo de la permeabilidad local del terreno. El río Duero, que corre hacia el Sur, tiende a bajar el nivel freático en la zona. La zona urbana de Oporto se divide en diferentes cuencas hidrográficas de pequeño tamaño, normalmente limitadas por depósitos aluviales de los antiguos cursos de agua ahora enterrados. Se encuentran un gran numero de antiguos pozos y “minas” (antiguos, artesanales y pequeños túneles de agua), que en gran medida influyen en el flujo del agua subterránea, también a nivel local, y que constituyen canales preferenciales para la circulación del agua subterránea.<br />La construcción del metro interfiere con una zona urbana densamente poblada, con más<br />de 1300 edificios en la zona de influencia de la construcción, incluyendo importantes edificios como es el caso del Ayuntamiento. Los muros exteriores de varios edificios históricos, así como algunos edificios antiguos decorados con azulejos de cerámica son muy sensibles a las vibraciones y a los asentamientos del terreno. Se realizó un detallado estudio del estado actual para todos los inmuebles y los servicios públicos inspeccionables de la zona.<br />Después se realizó una evaluación de riesgos como datos de entrada para el diseño de las<br />medidas preventivas. Se puso en marcha un sistema de control para controlar los efectos<br />producidos por los túneles y para activar las contra medidas.<br />La aplicación del PAT:<br />Después de algunos accidentes iniciales, que provocaron un gran estancamiento en las obras, los tres factores claves que fueron identificados como esenciales para el re-inicio de la construcción de los túneles y la culminación exitosa de las obras fueron:<br />Elaboración de un detallado Plan de Avance del Túnel (PAT) para cada tramo del túnel, de<br />modo que todos los parámetros de diseño y las cuestiones relacionadas con los túneles se<br />aborden de manera efectiva antes de la excavación de cada tramo;<br />Aplicar procedimientos de trabajo que abarquen todas las fases de las obras y aseguren<br />que las operaciones de la TBM se llevan a cabo de forma controlada y segura;<br />Creación de un equipo de seguimiento entre el Contratista y el Proyectista que gestione el proyecto y el proceso de construcción;<br />En el diseño se abordaron las siguientes cuestiones principales:<br />Definición de los correctos parámetros para el funcionamiento de la TBM con el<br />objetivo de reducir al mínimo el volumen perdido al frente;<br />Estimación de la forma y extensión de la curva de asentamientos prevista<br />Evaluación de los limites aceptables para las deformaciones de los edificios;<br />Definición de las medidas preventivas y de las correctoras.<br />Para abordar en detalle todos estos temas en el caso de Oporto, el PAT se ha aplicado a<br />tramos del túnel de corta longitud, de 200 m a 1 km, y se han incluido los siguientes documentos:<br />Informe sobre la campaña de investigación geológica y su interpretación;<br />informe sobre los riesgos de asentamiento de los edificios;<br />informe y dibujos sobre el control y la supervisión de las estructuras subterráneas y los<br />edificios en superficie;<br />informe sobre la evaluación de los parámetros de funcionamiento de la TBM;<br />perfil geotécnico con indicación de los parámetros de funcionamiento de la TBM.<br />Informe Resumen del PAT:<br />Hacia el final de cada tramo, la experiencia adquirida se resumió en específicos documentos de análisis que ayudaron a optimizar los tramos sucesivos. Por lo tanto, se puso en práctica un proceso de mejora continuo. Además de las “tradicionales” informaciones de diseño, tales como evaluaciones geológicas, cálculos estructurales, etc, se entregó un conjunto de específicos parámetros de funcionamiento de la TBM:<br />Presión en el frente;<br />Densidad aparente del material en la cámara;<br />Peso del material extraído en cada anillo;<br />Presión y volumen de las inyecciones para el relleno del hueco anular;<br />Presión y volumen de la bentonita adicionada.<br />El PAT facilitó un resumen de los parámetros de trabajo de la TBM y se le entregó al equipo de la TBM con una forma sencilla llamada “Hoja de Excavación”.<br />En tiempo real y con el análisis de las actividades, las hojas de excavación se actualizan continuamente en base a las condiciones que se han encontrado realmente, de modo que el PAT se podría considerar como un documento “vivo”. La aplicación del PAT y su continua<br />actualización demuestran que se trata de una herramienta muy efectiva ya que las condiciones geológicas y los parámetros de diseño de la TBM se dan con antelación junto con la instrumentación y los requisitos de control.<br />Con el fin de garantizar que las operaciones de la TBM se llevaron a cabo de forma coherente y de manera controlada, se llevó a cabo un cuidadoso y detallado procedimiento de trabajo, que abarcaba las siguientes actividades esenciales:<br />Avanzar y sostener el frente, una practica habitual para mantener siempre un adecuado<br />soporte del frente;<br />Control de la presión del frente (ver, por ejemplo, Figura 4), así como la definición de<br />medidas excepcionales para hacer frente a situaciones anómalas;<br />Inyección de lechada longitudinal primaria (y, cuando sea necesario, secundario);<br /> Erección de los anillos (incluida la eventual reparación de los mismos);<br /> Perforaciones de investigación en avance;<br /> Mantenimiento de la cabeza de corte;<br /> Calibración de las escalas de peso del material extraido.<br />Las obras fueron gestionadas y supervisadas por un equipo de especialistas, de parte del<br />Contratista y del Proyectista, quienes integraron plenamente sus competencias con el objetivo de lograr el mayor rendimiento de la TBM de conformidad con las más restrictivas normas de inocuidad y calidad, así como la general optimización de los costes. Los especialistas por parte del proyectista eran “resident engineers”, cuya misión era proporcionar el proyecto y supervisar las obras, dando una asistencia especializada en obra (en especial garantizando la seguridad y la calidad de las obras según el proyecto del contrato y los requisitos contractuales), también se encargaron de la continua interpretación de la interacción entre TBM y terreno. Los especialistas de parte del contratista se centraron en la producción y en cuestiones de organización.<br />Un detallado sistema de control y vigilancia, incluida una instrumentación geotécnica superficial y profunda, así como el control de las edificaciones existentes, suministraron la información sobre la respuesta del terreno y de los edificios existentes ante la construcción del túnel. Las frecuencias de las lecturas fueron revisadas según las necesidades, con el fin de facilitar el “back-analysis” .<br />Nudo de la ciudad de Bolonia (Italia)<br />Descripción del proyecto<br />El nuevo ferrocarril para la alta velocidad Milan-Napoles, que cruza un área intensamente urbanizada como la de la ciudad de Bolonia, se prevé por larga parte en subterráneo. El proyecto se desarrolla entre el estribo norte del puente Savena (km 0+000), en la parte sur de la ciudad, y la nueva Estación Central de Ferrocarril (km 7+375) de Bolonia. La nueva línea está constituida principalmente de las siguientes infraestructuras:<br />1) Túnel realizado en trinchera y pozo de lanzamiento (para las TBMs), a doble vía, desde el km 0+000 hasta el km 0+958;<br />2) Dos túneles EPB (túneles “Pares” e “Impares”), a una vía, diámetro de 9,4m, desde el km 0+958 hasta el km 7+075;<br />3) Un pozo de emergencia (pozo de “Via Rimesse”), ubicado en el km 4+820, y un pozo<br />para la ventilación, ubicado en el km 6+857;<br />4) Un pozo de transición, para la salida de la TBM en la fase de excavación, y futura área<br />de estacionamiento “Bolonia”;<br />5) Un túnel excavado con método NATM, a doble vía, desde el km 7+235 hasta el km<br />7+350, el cual conecta el pozo de transición con la Estación Central.<br />La excavación del primer túnel EPB inició en Julio del 2003 y el segundo en Noviembre del<br />mismo año. Los dos túneles se terminaron al finales de Mayo del 2006.<br />Las condiciones del suelos a excavar eran muy heterogéneas, y en particular comprendían arcillas blandas de origen marino y depósitos aluviales de arena y grava. En la primera parte del trazado, hasta el km 2+150, los túneles se realizaron en arcilla marina y depósitos de arena suelta (Arcilla Pleistocenica y Arena amarilla Pleistocenica) por debajo del nivel freático, mientras la secunda parte consistía en depósitos fluviales del río Savena, principalmente estratos de gravilla y arena con un alto porcentaje de finos (lentes de arcilla y limos). El trazado se subdividía en nueve zonas homogéneas, en base a las condiciones dominantes del terreno. La heterogeneidad del terreno a excavar representó un aspecto crítico del proyecto, porque las condiciones de excavación, en términos de asentamientos superficiales y comportamiento general de la TBM, variaban muy rápidamente.<br />La excavación de los dos túneles se inició en la obra de S.Ruffillo, al sur de Bolonia, desde el km 0+960 hasta el km 1+500, pasando por debajo de una estación hidroeléctrica y de un centro comercial recientemente construido. Aproximadamente desde el km 1+500 hasta el km 7+075 el trazado se desarrolla por debajo de uno de los ferrocarriles más importantes de Italia, la línea entre Bolonia y Florencia, la cual corre sobre un terraplén de altura relevante (Figura 5). La cobertura media del terreno variaba de 15 hasta 21m (respecto a la base del terraplén), con un valor mínimo de 5m en los primeros 100m de excavación.<br />El Contratista seleccionó dos tuneladoras iguales del tipo EPB (Fig.6), teniendo en cuenta las condiciones geotécnicas y geológicas (terreno muy variable y presencia de grava con diámetro de hasta 100mm). Los dos túneles, de diámetro 9,4m, son paralelos durante la mayor parte del trazado (hasta el km 6+650 aproximadamente), y la distancia entre los ejes es de 15m. El poco espesor del pilar entre los dos túneles, representó uno de los aspectos más críticos de la excavación.<br />Productividad de las máquinas tuneleras tipo tbm vs tipo de roca<br />Las máquinas tuneleras tipo TBM son equipos de minado continuo diseñados para la excavación de túneles circulares hasta más de 15 m de diámetro actualmente. La utilización de estas máquinas en sustitución del método convencional de perforación y voladura, es cada vez más frecuente, inclusive en nuestro país, dado que desde la primera aplicación en el proyecto Carhuaquero (Chiclayo) a inicios de la década de 1980, pasaron casi 18 años para la siguiente aplicación en el proyecto Chimay (1998-1999); luego entre los años 2000-2004 en proyecto hidroeléctrico de Yuncán, se aplicaron 2 TBM (sólo un año después de la aplicación en Chimay) y actualmente en el proyecto trasvase Olmos, se viene aplicando una TBM desde el 2007. Ello demuestra sin duda, que la aplicación de las TBM es prominente en el presente siglo. Este artículo está basado en el estudio realizado en el proyecto hidroeléctrico de Yuncán, a la TBM MK 12 durante casi dos años (desde su montaje hasta su operación). En este proyecto, esta TBM trabajó con un diámetro de 4,10 m, y durante la excavación atravesó distintos tipos de rocas, predominando entre ellas la roca alterada que sumado a la gran afluencia de agua, se tuvo bajos rendimientos de esta TBM, invirtiéndose el mayor tiempo en sostenimiento de la roca, inclusive algunos días sin avance alguno. <br />3.1. LA MÁQUINA TUNELERA MK 12:<br />La máquina tunelera TBM MK12 –50– 1 φ 4.10 está diseñada para trabajar en roca dura. Su diámetro original fue de 3,90 m y con ella se excavó un túnel en Italia. Fue entregada a este país en 1993, donde llegó a excavar únicamente 600 m de túnel, su operación fue suspendida por problemas geológicos y tuvo que ser retirada del frente. Para su utilización en el proyecto hidroeléctrico de Yuncán (Paucartambo II), el cabezal fue redimensionado por la firma Robbins en 1999, a 4,10 m de diámetro, como muestra la fotografía N.° 1. Fue traída al Perú (Lima), a inicios del 2000. El ensamblaje total se llevó a cabo bajo la dirección de Robbins en el pórtico de la ventana de acceso a Penstock 1 del citado proyecto. El montaje concluyó el 16/02/01, día en que se hizo la primera excavación de prueba. La operación de esta máquina estuvo afectada por una serie de factores, entre ellos, los problemas geológicos (fallas, terreno fractura y deleznable, problema de agua, etc.). Las principales especificaciones de la TBM MK 12, se detalla a continuación (Robbins, 2008):<br />3.2. RESEÑA DEL PROYECTO HIDROELÉCTRICO DE YUNCÁN (PAUCARTAMBO II).<br />El proyecto hidroeléctrico de Yuncán está ubicado en el distrito de Paucartambo de la provincia de Pasco. Las obras civiles de este proyecto fueron ejecutadas por la Asociación SKANSKA, COSAPI Y CHIZAKI (SKACOCHI), encabezado por SKANSKA entre los años 2000 y 2005. La construcción de este proyecto fue para generar 130 MW de energía eléctrica. Es un proyecto típico de caída de agua del flujo de dos ríos, Huachán y Paucartambo, descargando la confluencia de éstos, en la casa de máquinas (Santa Isabel), para incrementar la generación de energía eléctrica en 3,5% a la red nacional. La excavación de los tramos largos de los túneles se hizo con 2 TBM. El túnel de aducción N.º1, de la Ventana N.º 2 hacia la presa de Uchuhuerta, con una longitud cercana a los 9995 m, se excavó con la TBM Atlas Copco FORO 900S de 3,50 m de diámetro; y parte del túnel de aducción N.º 4 de 7009,94 m de longitud (entrando por la ventana de acceso a Penstock 1 hacia la presa de Huallamayo), se excavó con la máquina tunelera TBM MK12 con 4,10 m de diámetro.<br />3.3. CLASIFICACIÓN DEL MACIZO ROCOSO.<br />La clasificación del macizo rocoso para los fines de la excavación y sostenimiento, el Departamento de Geología elaboró considerando tres factores: intemperismo, dureza y espaciamiento de las junturas (ver cuadro N.º 1) (Skanska, 2000). Ejemplo, para una roca ligeramente intemperizada masiva, dura y con fracturas con más de 50 cm de espaciamiento, la roca sería clasificada como “2BII”. Estableció además, que la clasificación sería como: “A”, “B”, “CH”, “CM”, “CL” y “D” (ver cuadro Nº 2), siendo así, para el ejemplo anterior la clasificación correspondiente sería “B”. La fotografía N.º 2 muestra el frente de excavación en roca dura y masiva, tipo “B”, observándose los surcos muy superficiales descritos por los cortadores. Asimismo, la fotografía N.º 3 muestra el frente de la excavación en una roca tipo “CM”, en la que se aprecian los surcos profundos y muchas veces no bien definidas.<br />III. OPERACIÓN Y PRODUCTIVIDAD DE LA TBM MK 12.<br />3.4. ESTUDIO DE TIEMPOS Y MOVIMIENTOS.<br />Durante la operación de la TBM MK 12, a fin de llevar un adecuado control de las actividades y el tiempo que demanda cada una de ellas, durante una guardia y día completos, se establecieron una serie de formatos, entre ellos: Formato para el reporte del operador, formatos de reporte mecánico, formato de la actividad horaria del TBM, entre otros, a fin de llevar el control las 24 horas del día, de las actividades y el tiempo empleado. El operador reportaba las actividades cada 10 minutos, en un formato diseñado incluyendo los tiempos agrupados en operación propiamente (excavación, reinicio, etc.), back up (transporte de desmonte, falta de energía, etc.), y misceláneos (perforación de sondaje, sostenimiento de roca, entre otros). Asimismo, debería reportar la posición del láser en las tarjetas reticuladas (frontal y posterior), y la presión de empuje (thrust), etc. En el formato de control de la actividad global del TBM, se llevaba el control cada media hora durante las 24 horas del día (2 guardias); de tal forma que se iba compilando día a día durante todo el mes las actividades y paradas de la TBM. Se llegó a identificar al menos 50 factores de tiempo que afectaban la operación de la TBM.<br />267398588265<br />Fotografía N.° 3: Frente de excavación en roca suave.<br />1234440267970<br />3.4. ANÁLISIS DE LA PRODUCTIVIDAD DE LA MÁQUINA TUNELERA MK 12.<br />En esta parte se detalla todos los parámetros y factores que afectaban el rendimiento de la TBM MK12, en el proyecto hidroeléctrico de Yuncán (Paucartambo II). Asimismo, se analiza la velocidad de corte, el ciclo de excavación considerando todas las actividades involucradas en su operación y especialmente su rendimiento en función del tipo de roca. <br />3.4.1. VELOCIDAD DE CORTE O AVANCE.<br />La velocidad de corte o avance se ve más afectada por los factores geológicos y de roca que por otros factores. En resumen, los avances alcanzados por día y por mes durante los meses de febrero a octubre del año 2001, donde se pueden destacar los récords alcanzados por guardia, día y mes. La mejor guardia fue la guardia de día del 25/07/01 con un avance de 32.45 m; el mejor día fue el 24/07/01 con 48,60 m; y el mejor mes fue abril de ese año con 278,05 m.<br />3.4.2. TIEMPO NETO DE EXCAVACIÓN.<br />Es el tiempo que realmente está excavando la TBM, los resultados del estudio ilustra el gráfico N.º 1. Como se ha indicado anteriormente, el rendimiento de la TBM estuvo mayormente afectado por el tipo de roca. Dentro de los análisis, se ha hecho lo propio respecto al tiempo neto de excavación, tiempo de sostenimiento de roca, velocidad de penetración, penetración por giro, presión de empuje del cabezal y el tiempo total por metro de avance. Cuanto más autosoportante fue la roca, el tiempo neto de excavación también fue mayor. Asimismo, la TBM atravesó distintos tipos de roca, desde “B” hasta “D” según la clasificación presentada en el cuadro N.º 2.<br />Del gráfico N.º 1 se desprende que si la roca fuera tipo “A” (totalmente masiva y dura), el tiempo neto de excavación bordearía las 11 horas, que en porcentaje sería 45% de las horas nominales por día. Por el contrario, si el tipo roca fuera tipo “D” (roca suave, deleznable o muy fracturada), el tiempo neto de excavación alcanzaría tan solo 0,18 hr/día o 0,74% de las horas nominales por día, sumamente bajo.<br />PRODUCTIVIDAD DE LA TBM MK 12 EN FUNCIÓN DEL TIPO DE ROCA.<br />El gráfico N.º 2 resume el seguimiento del avance TBM MK 12, para los distintos tipos de terreno que atravesó durante los 9 meses que operó en el proyecto Yuncán. Del ábaco se concluye que concluye que si la roca fuera tipo “A”, se pueden alcanzar avances promedios superiores a los a los 25 m/día; por el contrario, si el terreno fuera totalmente deleznable y suave, el avance promedio es sumamente bajísimo como 0,31 m/día.<br />TIEMPO POR SOSTENIMIENTO DE LA ROCA.<br />El tiempo por sostenimiento de la roca fue sumamente elevado cuando la TBM atravesaba terreno pobre, alcanzando las 18 hrs/día (75% de las horas nominales del día). En cambio en terrenos duros y competentes, este tiempo fue sumamente bajo o inexistente, tal como muestra el Gráfico N.º 3. Estos resultados confirman una vez más que los estudios geológicos y geomecánicos certeros, sirven para seleccionar una adecuada TBM, sea para roca dura, con escudo o doble escudo; dado que en terrenos deleznables y siendo la TBM descubierta se corre el riesgo de tener un avance prácticamente nulo, afectar sus partes expuestas por colapso del terreno e inclusive sufrir un sepultamiento, como lo ocurrido con la TBM MK 12 en Yuncán en diciembre de 2001.<br />796290189230<br />927735162560<br />IV. CONCLUSIONES<br />1. De acuerdo a estadísticas, se observa que la aplicación de minadores continuos para la excavación de rocas en minería y construcción civil, es cada vez más predominante, respecto a la perforación y voladura, que tiene una secuela de efectos negativas producidos por las voladuras.<br />2. Los minadores continuos para labores subterráneas que ha tenido mayor desarrollo y aplicación, son las máquinas tuneleras tipo TBM, con actual aplicación en distintas partes del mundo, incluyendo nuestro país en el proyecto trasvase Olmos (Lambayeque), donde el túnel de 14 km se está excavando con una TBM de viga principal (mean beam TBM) de 5,33 m de diámetro, alcanzando récords de 60 m/día de avance.<br />