Sistemas de pre-refuerzo en frentes de excavación de túneles en suelo y roca

Contreras Carrillo, Damaris | 2019

Esta investigación tuvo como finalidad desarrollar una metodología práctica para el diseño de los elementos de pre-refuerzo o pre-sostenimiento, 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 pre-sostenimiento, utilizando enfilajes y pernos en fibra de vidrio como sistema de estabilización del frente en túneles excavados en materiales de suelo con baja cohesión y relativamente superficiales. Para el desarrollo de la metodología se tomó como base el método analítico de Tamez [12], quién desarrollo dicho método a partir de varias experiencias de túneles excavados en la 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 pre-refuerzo 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, consecuentemente eliminando posibles fallas en chimenea. La metodología propuesta no considera el diseño para garantizar la estabilidad a largo plazo o permanente del túnel, solo considera la estabilidad temporal del frente de excavación.