Tuneles

TUNELES DE ADUCCIÓN

Se usan para acortar la longitud de una aducción o cuando no es posible la construcción de un canal, por razones topográficas o geológicas (relación de costo de 3:1 con un canal). Pueden ser diseñados a escurrimiento libre (acueducto) o en presión. Sección transversal: su forma y revestimiento dependen, en gran medida, de la presión a la que está sometida el agua queescurre por su interior. Excavación mínima posible: 2,0 m de ancho por 2,2 m de alto (rectangular) y 3,2 a 3,5 m (sección acueducto)
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Algunos ejemplos….

Túnel de Aducción (revestido con hormigón) D=8m Qd = 280 m3/s

Túnel de Aducción Caudal de Diseño = 140 m3/s Forma Sección : herradura modificada Revestimiento: Hormigón proyectado (shotcrete) y radier de hormigón Diámetro = 7,7 m (7,05 men secciones con revestimiento de hormigón) Pendiente : 0,0020
Fuente: Proyecto Central Pehuenche. Descripción General. 1982. ENDESA.

Túneles con escurrimiento libre (Acueducto)
La sección excavada está sometida a la presión vertical de la cobertura de roca que existe sobre ella y a una presión horizontal, que es producto de la anterior, pero que es aproximadamente 1/ 10 de su valor. Desdeel punto de vista estructural, la sección que mejor se adapta a esta distribución de tensiones es una elipse con eje mayor vertical, la que da gran curvatura a los sectores sometidos a alta presión, y reducida curvatura a los de baja presión. Como esta sección es de difícil construcción , se la ha reemplazado por aquella que, teniendo una base plana para posibilitar el movimiento vehicular porsu interior, se le parezca más. La sección ideal es la sección ovoidal (ej: túneles de desvío, embalse Colbún), en la práctica, es muy utilizada la sección de herradura normal o la de fondo plano, o bien variantes de ésta. Para facilitar la construcción y el posterior mantenimiento del túnel, la base (solera o radier) de esta sección se empareja, rellenando las concavidades con los desechos de laexcavación (“marina”), para luego pavimentarla con un espesor de 0,15 a 0,30 m de hormigón.
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Tipos de Sección de Túnel

También se pueden utilizar conductos de sección rectangular en secciones que se construyen a tajo abierto, como es el caso de colectores de aguas lluvias.

Condiciones o criterios de diseño
Si un túnel opera con flujo libre (no completamente lleno), se comportarácomo canal (acueducto). Si su sección es de tipo herradura normal, la máxima eficiencia (mínima pérdida de carga ) en el transporte del flujo se conseguirá con aquella altura h de aguas que haga máximo el valor del denominador de la fracción J = ( Q n /A Rh2/3 )². Para este tipo de sección, el mencionado objetivo se logra con (h / D) = 0, 94. Sin embargo, en la práctica, es recomendable adoptar unvalor menor para considerar el efecto de olas y de la ventilación de la parte superior del túnel, siendo conveniente diseñar para 0,7< ( h / D) < 0,8. Para asegurar la estabilidad del escurrimiento se recomienda verificar que el escurrimiento cumpla Bn/Bc (En/Ec) >= 1,1. Se debe verificar que el tamaño seleccionado cumpla con el diámetro mínimo constructivo (del orden de 3,2 a 3,5 m)
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Entúneles que no estén dotados de revestimiento es necesario limitar la velocidad del escurrimiento para evitar la erosión. La velocidad máxima admisibles depende de las características geológicas y geotécnicas de la roca en que se excava el túnel. Es recomendable respetar algunos valores límites de la velocidad del flujo por el interior de los túneles, los que son producto de la buena práctica de laingeniería y de la experiencia acumulada a través del tiempo. Estas velocidades son :
TIPO MATERIAL VEL . MÁX. RECOMENDABLE (m/s) ______________________________________________ Roca en buen estado 4,5 Roca descompuetas 2,5 _____________________________________________________

- Coeficientes de rugosidad (es válido el uso de los señalados para el caso de túneles en presión). -Necesidad de...