Principios y Técnicas de Excavación de Túneles: NATM, Aditivos de Gunitado y Tipos de Cabezas de Corte


Principio Básico del Nuevo Método Austriaco de Excavación de Túneles (NATM)

El NATM se basa en comparar las características del terreno con los resultados de la instrumentación in situ para determinar el sostenimiento óptimo en cada caso. Sus principios incluyen:

  • Utilizar la roca como elemento resistente: Soportar los incrementos de tensión durante la excavación.
  • Minimizar el daño al macizo: Utilizar métodos de excavación que protejan el macizo con gunitados.
  • Instrumentar las deformaciones: Monitorear las deformaciones con clasificaciones geomecánicas y ensayos de laboratorio.
  • Sostenimientos flexibles iniciales: Proteger el macizo de meteorizaciones y daños, con velocidad adecuada.
  • Revestimiento definitivo flexible: Minimizar los momentos flectores, añadiendo resistencia con cerchas o bulones.

Tipos de Aditivos en Hormigón Proyectado (Gunitado) para Sostenimiento de Túneles

  • Silicatos: En desuso debido a la caída de resistencia final.
  • Aluminatos: Agresivos para la piel y los ojos, también reducen la resistencia final.
  • Libres de álcali: No perjudican el medio ambiente ni reducen la resistencia final, pero son más caros.

Excavación en Diente de Sierra

  • Definición: Ángulo de convergencia en la perforación de los bordes de la voladura para excavar el perfil teórico.
  • Implicaciones: Sobreexcavación del 15%.

Tipos de Cabezas de Corte de una Rozadora

  • Ataque frontal (ripping): Dos cabezas simétricas giran sobre un eje paralelo al frente.
  • Ataque radial (milling): Eje perpendicular al frente, picas helicoidales golpean la roca lateralmente.

Diferencias:

  • El ataque frontal aprovecha mejor el peso de la máquina.
  • El ataque radial permite atacar primero capas débiles.
  • El rendimiento del ataque frontal puede ser un 30% mayor.

Tipos de Detonadores

  • Eléctricos: Activados por energía eléctrica.
  • No eléctricos (NONEL): Iniciados por una onda de choque de baja intensidad.
  • Electrónicos: Cada detonador tiene un microchip con un código individual y tiempo de salida asignado.

Seguridad: Los detonadores no eléctricos son una alternativa fiable, eliminando riesgos de corrientes erráticas o condiciones adversas.

Ventaja del Topo Doble Escudo

Proporciona sostenimiento continuo del terreno, permitiendo el uso de grippers laterales en terrenos competentes. Esto simultanea la excavación y el sostenimiento, incrementando los rendimientos.

Elección entre Hidroescudo y Escudo de Presión de Tierras en Terrenos con Finos

Escudo de presión de tierras: Los geles o espumas se separan bien de los finos. Hidroescudo: Los lodos bentoníticos son difíciles de separar de los finos.

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