Sistemas de prerrefuerzo en frentes de excavación de túneles en suelo y roca

Contreras Carrillo, Damaris | 2019

Esta investigación tuvo como finalidad desarrollar una metodología práctica para diseñar los elementos de prerrefuerzo o presostenimiento utilizados para la estabilización temporal del frente de excavación de un túnel. El objetivo es brindar una herramienta práctica que facilite a los ingenieros el cálculo o estimación del sistema de presostenimiento, usando enfilajes y pernos en fibra de vidrio como sistema de estabili-zación del frente en túneles excavados en materiales de suelo con baja cohesión y relativamente superficiales.Para esto se tomó como base el método analítico de Tamez [12], quien lo desarrolló a partir de varias experiencias de túneles excavados en Ciudad de México para el metro. Con dicho método se aplican las ecuaciones planteadas por ese autor mediante análisis de sensibilidad de los parámetros de resistencia del suelo, el diámetro de excavación del túnel y la longitud de avance, y con ello se prepararon varios ábacos que simplifican el proceso de diseño. De igual manera, para explicar el procedimiento de la metodología analítica y el uso de los ábacos de diseño se realizó un ejemplo típico que se complementó con la modelación numérica mediante el software RS2 o Phases 2D (V9). De los resultados obtenidos se pudo establecer que el uso de elementos de prerrefuerzo antes de la excavación mejora considerablemente las condiciones de estabilidad del frente de excavación, limitando la zona de falla, las deformaciones y los desplazamientos en el frente y la clave, eliminando consecuentemente posibles fallas en chimenea.En la metodología propuesta no se considera el diseño para garantizar la estabilidad a largo plazo o permanente del túnel, sino tan sólo la estabilidad temporal del frente de excavación.