Funcionamiento y modelación de túneles de frente abierto

Dr. Alejo O. Sfriso Universidad de Buenos Aires SRK Consulting (Argentina) AOSA

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Túneles de frente abierto

Principio de funcionamiento de un túnel Un túnel es un orificio en un sólido tridimensional: el terreno El sostenimiento es sólo un “refuerzo de borde” del orificio

Principio de funcionamiento (y de diseño) • El terreno se sostiene a si mismo • El sostenimiento refuerza el entorno al orificio (el túnel) 2

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Túneles de frente abierto

Principio de funcionamiento de un túnel

Mal diseño

Un túnel no es un tubo con cargas

Buen diseño 3

2D

3D

Túneles de frente abierto

El efecto frente

El túnel se construye desde dentro • Excavación • Colocación sostenimiento • Excavación • … En el frente el terreno está (temporalmente) sin sostenimiento El terreno se mantiene porque la geometría (en el frente) es 3D

Caída de bloques Extrusión plástica Falla desde superficie

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Túneles de frente abierto

Elementos que se instalan en el frente (si es necesario) En el frente de excavación es donde se refuerza al terreno para que soporte el nuevo estado tensional Terreno competente: sólo se sostiene detrás del frente Terreno menos competente: se sostiene el frente • Excavación parcial • Bancos Terreno poco competente: se sostiene delante del frente • Paraguas • Anclajes • Inyecciones

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Túneles de frente abierto

Modelos matemáticos para análisis de interacción terreno–revestimiento

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(Iftinie 1994 en ITA 2000)

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Túneles de frente abierto

Modelos numéricos para túneles de frente abierto Modelos 2D • Simulación (simplificada) de procedimiento constructivo • Asentamientos superficiales • Solicitaciones estructurales

Con banco, FS=1.70

Sin banco, FS=1.20

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Túneles de frente abierto

Modelos numéricos para túneles de frente abierto Modelos 2D • Simulación (simplificada) de procedimiento constructivo • Asentamientos superficiales • Solicitaciones estructurales Modelos 3D • Simulación (realista) de procedimiento constructivo • Estabilidad del frente • Secciones no cilíndricas

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