Arquitecto

ESTUDIO DEL COMPORTAMIENTO DE LAS EXCAVACIONES Y LOS SISTEMAS 
DE SOSTENIMIENTO PARA UNA PROPUESTA ALTERNA DE CONSTRUCCIÓN 
DE LOS TÚNELES

 
1.

INTRODUCCIÓN 

El  presente  artículo  muestra  el  desarrollo  para  la  adecuación  a  los  procedimientos  constructivos  y 
sostenimientos  de  un  proyecto  original,  con  un  proyecto  alterno  proponiendo  nuevas  tecnologías constructivas.  El  objetivo  es  contar  con  un  soporte  de  cálculo  para  justificar  los  nuevos  sistemas  de 
excavación y sostenimiento y evaluar los niveles de seguridad con que serán construidos los túneles
 
Los  modelos  y  los  cálculos  están  basados  en  la  información  geológica  y  geotécnica  incluida  en  el 
proyecto  original.  La  sección  interna  de  los  túneles  definida en  proyecto  fue  respetada  por  completo, 
mientras que la sección de excavación fue adaptada para ajustarse a los tratamientos propuestos. 
 
En  el  informe  que  a  continuación  se  presenta  se  hace  un  breve  resumen  de  las  características 
litológicas  de  las  distintas  unidades  detectadas  en  el  proyecto,  una  reinterpretación  de  las  propiedades 
geotécnicas,  una descripción  de  los  nuevos  procedimientos  constructivos  a  implementar  y  una  serie  de 
cálculos por el método de las diferencias finitas así como una discusión  de los resultados. 
 
2.

ANÁLISIS DE LA EXCAVACIÓN Y EL SOSTENIMIENTO 
2.1. Breve descripción de las condiciones geotécnicas. 

A  partir  de  la  revisión  del  informe  de  proyecto  ejecutivo  original,  se  extrajo la  información  más  relevante 
para  caracterizar  el  terreno  en  cuanto  a  sus  propiedades  físicas  y  geotécnicas.  El  objetivo  fue  elaborar  un 
modelo geomecánico lo suficientemente realista para el cálculo del comportamiento de las excavaciones y 
los  sostenimientos  propuestos  en  este  Proyecto.  A  continuación  se  hace  una  breve  descripción  de  las características más importantes de las distintas unidades de terreno. 
2.1.1. Serie de tobas finas o tobas redepositadas.  
Se trata de un suelo tobáceo limo‐arcilloso  producto  de  una avanzada alteración de los materiales vítreos 
que conformaban la toba original. Tiene alguna fracción arenosa y  gravillenta que le confiere propiedades 
friccionantes;  también  tiene  algún  horizonte  pumítico.  Los  valores  de cohesión  obtenidos  en  las  distintas 
pruebas realizadas oscilan entre 0.3 y 3.2 kg/cm2, mientras que el ángulo de fricción interna varía de 18 a 36 
grados. Por su parte, los módulos de deformabilidad reportados están entre los 40 y 57 MPa. 
2.1.2. Toba Pumítica Inferior 
Se  trata  de  una  serie  de  tobas  pumíticas  producto  de  la  deposición  de  materiales  piroclásticos  con estructura a modo de pseudoestratos muy delgados y fiames de 5 mm de ancho por 1 o 2 cm de longitud 
(estructura Ignimbrítica). Tienen una granulometría que va de arena gruesa a grava y se encuentran sanas a 
moderadamente  alteradas.  En  laboratorio  se  reportaron  contenidos  de  humedad  de  entre  80  y  100%.  La resistencia cohesiva varió entre 0.1 y 1.2 kg/cm2, el ángulo de fricción interna de 18 a 35 grados y el módulo 
de elasticidad de 39 a 57 MPa. 
2.1.3. Toba inferior 
Se  trata  de  una  serie  de  tobas  limo‐arenosas  a  areno‐limosas  producto  de  la  alteración  de  andesitas  y 
dacitas. Tiene una escasa fracción arenosa o gravillenta.  En laboratorio se reportan valores de la cohesión entre 0.3 y 2.3 kg/cm2, ángulo de fricción interna de 23 a 37 grados y módulo de elasticidad entre 59 y 122 
1 

 

MPa. En  los PCA de la campaña de exploración se reporta muy húmeda y en laboratorio se determinaron 
contenidos de humedad entre el 40 y 60%. 
2.1.4. Lahar 
Depósito piroclástico de agregados heterogéneos que por la naturaleza de su deposición posee propiedades 
de  resistencia  mayores  que  las  otras  unidades.  Tiene  una  matriz ...