análisis de caso tunel bolu

7/26/2019 Anlisis de caso Tunel Bolu

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Anlisis de Caso Tunel Bolu

Ao de la Promocin de la Industria Responsable ydel Compromiso Climtico

UNIVERI!A! NACI"NA# !E IN$ENIERIA%ACU#&A! !E IN$ENIERIA $E"#'$ICA (INERA )(E&A#UR$ICA

AN*#II !E CA" +

A#U(N" ,

ECCI'N , R

CUR" ,Tneles y Movimientos deMateriales

&E(A ,Anlisis de caso: Tnel Bolu

PR"%E"R ,Flores Arvalo Herman

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&/nel 0olu

l intento mediados de los noventa de !acer un tnel a travs de la

"a#aca# cerca de la ciudad Turca de Bolu$ %ue a"ortada des&us del

terremoto en noviem"re de 1'''( sto causo un cola&so de una

secci)n del Tnel *ue !a"+a sido e,cavado con un so&orte &reliminar

de &rimario de &ernos y !ormig)n(

n la actualidad se a&licaron &rinci&ios s+smicos &ara la com&letar la

construcci)n del tnel(

1istoria,l cruce de la monta-a Bolu es un tu"o gemelo de casi . #m de

largo(Conecta el valle oeste de Asarsuyu con el valle el Mali# del este(/e usaron 0 ti&os de sostenimiento en el tnel y en los

&ortales(2a e,cavaci)n del tnel em&e3) en 1''.(l terremoto de 1''' destruyo casi .04 m( del tnel(

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%allas Acti2as,

5os %allas activas %ueron reconocidos a lo largo del alineamiento

del tnel 6la %alla de 7e#idagi y la %alla de Ba#aca#8( 2a %alla de 7e#idagi tiene una &endiente de casi '49 y un

a&ro,imado de a ;


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Cruce de %allas Acti2as,

Bsicamente e,iste dos estrategias &osi"les &ara mitigar el

riesgo s+smico inducido a los tneles *ue son atravesados &or

%allas activas &or medio del alineamiento( stos son

comnmente re%eridos ala so"re e,cavaci)n y dise-os

articulados n el &rimer caso el tnel %ue dirigido a travs de la %alla con

aun alargamiento cru3ando la secci)n( @n do"le alineamiento

es instalado &or un material &oroso !ay una ru&tura de %alla el

&er=l de aclarado es guardado &or la AP entre las l+neas

e,teriores e interiores 2a estrategia dise-ada reduce el Didt! de los segmentos

alineados deEando li"re la secci)n a travs de la %alla

#a %iloso34a de !iseo,

Cuando la %alla Ba#aca# %ue reconocido como activo$ casi un a-o

des&us sucede el terremoto 5u3ce$ la restauraci)n del tnel original

esta"a casi com&leta$ y la %orma y ti&o de la secci)n transversal

ado&tada ya esta"a de=nido( 2os tneles &iloto "anco de la

e,cavaci)n original$ ya !a"+an sido rellenadas(

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2a geometr+a de los segmentos se de=ni) considerando una relaci)n

entre longitud y anc!ura del segmento de tnel igual a un tercio$ lo

*ue resulta en una longitud de a&ro,imadamente 0m elemento( sta

geometr+a mantiene la carga en el segmento de corona nica &orde"aEo de un valor um"ral ace&ta"le(

Por ra3ones &rcticas$ la longitud de los segmentos se reduEo a ?$? m$

con una se&araci)n de 04 cm en las articulaciones invertidas( sto

%acilit) la retenci)n de la 3ona de es%uer3o modular originales(

5es&us de una ru&tura en la %alla$ el tnel actuar en sentido

longitudinal como una viga em"e"ida$ cuyas e,tremidades se

des&la3an &or des&la3amiento lateral de la %alla( l su&uesto !ec!o$

Eusti=cada &or conocimientos geol)gicos$ es *ue una ru&tura sedistri"uir uni%ormemente a travs de los l+mites de %alla$ con

des&la3amiento !ori3ontal( Por lo tanto la de%ormaci)n &or es%uer3o

cortante en el suelo de la %alla se &uede su&oner ra3ona"lemente

como la relaci)n entre des&la3amiento es&erado y la anc!ura de la

aver+a a nivel de tnel(

Hasta la rotura de las articulaciones$ el tnel ser cortado y do"lado&or las se&araciones se alcan3a la resistencia al corte$ cada segmento

ser li"re de moverse de %orma inde&endiente$ de acuerdo con las

cargas e,ternas(

2a resistencia de ci3alladura o corte m,ima ace&ta"le de la

articulaci)n se !a de=nido en un modelo elstico e*uivalente$ con el

suelo modela como muelles *ue actan en la com&resi)n( @n

des&la3amiento se a&lica gradualmente a las e,tremidades$ y la

rigide3 de ci3alladura de las articulaciones est dise-ado con el =n de

llegar a la %alla de corte de la articulaci)n antes de la so"recarga

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lateral de la secci)n transversal elemento$ o el %racaso de e,i)n en

las e,tremidades(

Re3or5amiento y uniones

Al otro lado de la 3ona de %alla$ se !an ado&tado di%erentes medidas

de a&oyo( 5e stos$ el ms im&ortante es un !ormig)n ?4 > G mm

cuadrados losa de !ormig)n &re%a"ricado revestimiento intermedio

;4 cm de es&esor &ara ser instalado entre el revestimiento &rimario y

el revestimiento interior( 2as "arras de re%or3amiento se !an colocados)lo en el revestimiento 6=nal8 interior y en invertido$ mientras *ue el

!ormig)n &royectado y %orros intermedios !an sido re%or3ados con

="ras(

l o"Eetivo &rinci&al del dise-o y re%or3amiento es &ro&orcionar una

alta &rovisi)n de sosteni"ilidad( 2a rotaci)n &ermisi"le !a estimado$ y

en com&araci)n con la rotaci)n estimada &ara las condiciones de

carga( sto se logr) mediante la introducci)n de los estri"os en

ci3alla$ manteniendo el es&aciado &or de"aEo de .4 cm$ y tam"in &or

la introducci)n de un dosis de lu3 de ="ras de acero en la me3cla de!ormig)n$ o la a&licaci)n de una ca&a de malla do"le e*uivalente( /e

instalaron estas medidas dentro de la cul&a$ y !asta una distancia de

.4 ?4 m de las %ronteras de %alla(

2as articulaciones$ a ?$ m de es&aciamiento$ se !an detallado &ara

&revenir %racturamiento en el suelo entre los segmentos$ y &ara salvar

la &resi)n esttica del suelo a los elementos circundantes$ &ero

o&onindose a una resistencia su=cientemente "aEa ci3alladura en el

caso de ru&tura de la %alla(

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s demasiado &ro&orcionar el cierre del anillo de la articulaci)n en la

solera$ una ="ra de 4$? m de es&esor$ re%or3ado con viga de !ormig)n

&royectado se a&lica &ara reducir la "rec!a( n el arco su&erior$ la de

?4 cm de es&esor de revestimiento de !ormig)n &royectado

&reliminar regular se !a evaluado como su=ciente(

2a articulaci)n 04 cm de anc!o se llena &or dos ca&as de "lo*ues de

!ormig)n$ con una ca&a de 14 cm de "aEa densidad de P/ en el

medio( @na mem"rana a &rue"a de agua se instala &or de"aEo de las

losas de "lo*ue de !ormig)n y la solera(

n general$ en la corona$ se instalan tres niveles de %orros: un

revestimiento de !ormig)n &royectado$ un revestimiento intermedio

de !ormig)n vertido$ y un %orro re%or3ado =nal( 2a mem"rana

im&ermea"ili3ante cierra la "rec!a s+smica conEunta entre

revestimiento intermedio y =nal( 2a a"ertura de la Eunta en el

revestimiento =nal !a sido am&liada &ara I4 cm$ y la "rec!a ser

cu"ierta &or una &laca de acero$ a los e%ectos de la ventilaci)n y

resistencia al %uego(

2os tneles &iloto "anco rellenadas %ueron %uertemente re%or3ados

&ara &ro&orcionar su=ciente a&oyo a las cargas de la corona durante

la e,cavaci)n( stos rayos no &ueden ser interrum&idos mientras se

e,cava $ &or lo *ue el corte de la articulaci)n en la secci)n s)lo

&ueden eEecutarse una ve3 *ue el invertido est en su lugar(

E6ca2acin y soporte

l tnel de Bolu se !a avan3ado en una nueva direcci)n$ se dec+a

tener un desv+o alrededor de la secci)n cola&sada( st siendoim&ulsado desde las caras de nueva creaci)n dentro del tnel

a"andonado en el lado de stam"ul( @na secci)n de 104 metros de

longitud de corte y la cu"ierta se termin) en los &ortales de An#ara

antes de los tra"aEos de e,cavaci)n &odr+a comen3ar a &artir de este

=n(

l degradado$ roca de an="olita criticado$ con un m,imo de 104

metros cu"ierta$ es roto &or un martillo !idrulico


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%ore&olesm de largo so"re la corona$ segn el cual tres &ie3as de las

0 &ie3as arcos de acero se =Ean en 1$1 m intervalos( ntonces 4 de

descuento$ anclaEes 1 metros de longitud$ cada uno com&uesto de

.,? m longitudes de Atlas Co&co MAJ /5A$ se &er%oran y reEuntados

mediante un &er%orador Atals Co&co Boomer( l tec!o y los lateralesse les da un ?4 cm de es&esor de a&licaci)n de ="ra de acero

re%or3ado de !ormig)n &royectado$ y una "arra de acero de 04 cm de

es&esor re%or3ado est instalado invertido tem&oral !ormig)n

&royectado(

l "anco se !ace avan3ar $ m en cada lado$ y se instalan las &atas

de los arcos de acero$ Eunto con &ernos y !ormig)n &royectado( 5os

avances de ?$? m incrementales &ermiten la solera a ser e,cavado 0

m &ro%unda en toda la anc!ura de de la &artida$ y esto se rellena

con !ormig)n en masa con dos Eaulas &re%a"ricadas de re%uer3o deacero( A &ro&)sitoconstruido$ auto&ro&ulsado eta&a trans&ortadora

se utili3a &ara trans%erir el !ormig)n de la ota de ; camiones cu m

me3clador( l !ormigonado invertido se mantiene dentro de 0 m de

la cara(

l rea total e,cavada del tnel es de 1444 metros cuadrados(

Cuando la roca es &articularmente &o"re$ un 4 cm de es&esor de

losa de !ormig)n de revestimiento intermedio se instala$ y es

rellenada con !ormig)n( sto es seguido &or un !ormig)n en masa de

revestimiento in situ$ utili3ando 104 mo cuadrados enco%rados , 1.$0

m de largo auto&ro&ulsados( 2a o&eraci)n =nal de revestimiento se

mantiene dentro de I0;0 m de la cara$ &ara garanti3ar un a&oyo

&ermanente tan &ronto como &osi"le( l !ormig)n se suministra a

&artir de dos &lantas en el sitio con ca&acidad m G ! /alida de ;4 &ies

c"icos$ res&aldado &or un .04 t de almacenamiento de cemento(

l avance del tu"o a"etos estuvo &rogramado &ara agosto de 440$

con el segundo siguiente antes del =nal del a-o 440(

l tnel de dos tu"os terminados acomodar tres carriles de

circulaci)n en cada sentido$ con galer+as de cone,i)n del ve!+culo a

044 m intervalos(

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Anlisis del Caso &/nel 0olu,

2 tnel construido en Bolu nos muestra un claro eEem&lo de loim&ortante *ue es un estudio de &re o&eraci)n &ara cual*uier

actividad$ en nuestro caso la e,cavaci)n de un tnel(

/e sa"e *ue cuando uno !ace una e,cavaci)n de un tnel se "usca

*ue se genere el e%ecto arco y as+ &oder tener un sostenimiento

natural 6caso ideal8(

2a &resentaci)n del &ro"lema se !i3o menci)n en los tres &rimeros

su"t+tulos: Historia del tnel Bolu$ Fallas activas en el tnel Bolu y

Cru3ando las %allas activas del tnel Bolu(

Como resumen se tiene *ue tras los dos terremotos en Tur*u+a en

1''' 6Ms K I( y I(?8$ el Ministerio de Carreteras turco im&uso

criterios de dise-o s+smico ms estrictas a las estructuras cercanas a

la 3ona de la Falla del >orte de Anatolia( l Tnel de Bolu y viaductos

Asarsuyu son estructuras clave en la auto&ista *ue une An#ara a

stam"ul$ *ue todav+a esta"an en construcci)n(

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@na revisi)n del dise-o s+smico se re*uiere &ara *ue coincida con los

nuevos criterios de dise-o(

2o *ue se necesita reali3ar es lo siguiente:

Actuali3aci)n del sitio de estudio s+smico es&ec+=coL 5esarrollo de los movimientos de tierra dise-oL(

5etecci)n s+smica de tnelesL

2a evaluaci)n detallada dinmico de tneles y viaductos

5esarrollo$ con un costo y re&ortar las re&araciones necesarias

y las medidas de conversi)n(

/e sa"e *ue en una e,cavaci)n se &uede encontrar con di%erente sucesos

en el maci3o rocoso como : Presencia de agua$ gases $ contactos tect)nicos$

estallido de rocas$ #rstico y &resencia de %en)meno de intem&erismo(

n este caso del Tnel de Bolu se encontraron con una estructura geol)gicos

&ero el &ro"lema %ue *ue no !icieron un adecuado estudio del medio 6lugar

donde ocurre la e,cavaci)n8 $ los encargados de esa rea &ensaron e

intuyeron *ue era una %alla *ue ya no era activa$ &ero cuando ocurri) el

terremoto se dieron cuenta *ue esa %alla esta"a activa L la construcci)n ya

esta"a avan3ada &ero se necesita un cam"io de &lanes &ara la construcci)n

tratando de so"rellevar ese &ro"lema(

/i se !u"iera !ec!o un "uen estudio$ se !u"iera dise-ado el tnel de modo

*ue no &ase &or la %alla o *ue tenga el m+nimo e%ecto &or la %alla( l !ec!o

de *ue el tnel ya !aya estado avan3ado en su dise-o y &er=l !i3o *ue sesiguiera las mismas es&eci=caciones &ero con adicionales de so&orte$ esto

trae un mayor costo &ara la em&resa *ue est encargada de reali3ar dic!o

&royecto(

ste caso nos muestra lo im&ortante *ue es un "uen estudio del medio

antes de comen3ar a reali3ar una o&eraci)n *ue involucre el

com&ortamiento del maci3o rocoso(

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0iblio7ra34a,

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do"lestnele /e&arata de Anlisis de Caso N /eismic Tunnelling at Bolu

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análisis de caso tunel bolu

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