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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA GEOLÓGICA, MINERA Y METALÚRGICA UNIDAD DE POSTGRADO

Las maquinas tuneleras tipo “TBM” como alternativa al sistema de perforación y voladura para la excavación de tuneles caso:
desarrollo de tuneles en Yuncan

TESIS para optar el grado de Maestro en Ciencias con Mención en Ingeniería de Minas

AUTOR Emiliano Mauro Giraldo ParedezLima-Perú 2010

A Julia Inés y Epifanio, mis abnegados padres, in memoriam A Arthur, Inés e Itala, mi descendencia e inspiración A Hugo e Iris Vargas Tello, familia que Dios puso en mi camino A Teodoro García-Blásquez Lara, ilustre maestro y amigo, in memoriam A Oscar Samanez Zavaleta, digno y entrañable amigo, in memoriam

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AGRADECIMIENTOS
El autor Agradece a la Universidad Nacionalde Ingeniería (UNI) y en particular a la Sección Posgrado de la Facultad de Ingeniería Geológica, Minera y Metalúrgica, por la oportunidad dispensada para presentar y sustentar esta tesis. Análogamente hace lo propio a los distinguidos maestros de esta sección, por sus sabias enseñanzas durante y después de sus estudios, y en particular a los profesores David Córdova R. y Jaime Tumialán, por laoportuna y acertada asesoría dispensada.

A la Cía. SKANSKA por la oportunidad y facilidades dispensadas para la ejecución del presente estudio, durante el desarrollo de los túneles del proyecto hidroeléctrico de Yuncan. Asimismo, a la Cía. ROBBINS por permitir al autor la toma de datos durante el montaje y puesta en marcha de las máquinas tuneleras “TBM MK 12” y “FORO 900S” en el ProyectoYuncan.

Agradece asimismo, a Cía. New Concept Mining a través de la distinguida persona del Ing. Juan J. Quiroga, y a todos sus amigos y colegas por su colaboración en la mejor culminación y presentación de la presente tesis.

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INDICE DEL CONTENIDO
Página RESUMEN ABSTRACT AGRADECIMIENTOS I. INTRODUCCIÓN ANTECEDENTES 1.1 1.2 OBJETIVOS 1.3 ALCANCES DEL ESTUDIO Y PLANTEAMINENTO DE LA SOLUCIONDEL PROBLEMA 1.4 DESARROLLO DE LA TESIS MARCO TEORICO 2.1 EL MACIZO ROCOSO 2.1.1 Propiedades del Macizo Rocoso 2.1.2 Clasificación del Macizo Rocoso 2.2 FRAGMENTACION DE ROCAS 2.3 LOS MINADORES CONTINUOS 2.4 LAS MAQUINAS TUNELERAS ii iii iv 1
1

3 3 4 6 6 6 8 13 32 42

II.

III.

PROYECTO HIDROELÉCTRICO DE YUNCAN Y LA MAQUINA TUNELERA “TBM ATLAS COPCO JARVA MK 12” 57 3.1 RESEÑA DEL PROYECTOHIDROELÉCTRICO DE YUNCAN (PAUCARTAMBO II) 57 3.2 DESCRIPCION BASICA DE LA “TBM ATLAS COPCO JARVA MK 12” 67 3.3 PRINCIPALES ESPECIFICACIONES DE LA “TBM ATLAS COPCO JARVA MK 12” 68 3.4 PRINCIPALES PARTES DE LA MAQUINA 70 OPERACION Y RENDIMIENTO DE LA MAQUINA TUNELERA “TBM ATLAS COPCO JARVA MK 12” EN EL PROYECTO HIDROELÉCTRICO DE YUNCAN 104 4.1 MOVIMIENTOS CICLICOS DURANTE LA OPERACIÓN DE LA “TBMATLAS COPCO JARVA MK 12” 104

IV.

vi 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.11 V. DESPLAZAMIENTO DEL EQUIPO EFECTOS PROVOCADOS POR LA OPERACION DEL EQUIPO PERSONAL NECESARIO PARA OPERAR EL SISTEMA ESTUDIO DE TIEMPOS Y MOVIMIENTOS TIEMPO POR CICLO DE OPERACIÓN DE LA “TBM MK 12” VELOCIDAD DE CORTE O AVANCE DE LA “TBM MK 12” EN YUNCAN RENDIMIENTO DEL EQUIPO GRANULOMETRIA DEL MATERIAL ARRANCADODISPONIBILIDAD DEL EQUIPO CORTADORES USADOS POR LA “TBM MK 12” EN YUNCAN 105 109 111 112 114 122 122 129 130 132

ANALISIS TECNICO-ECONOMICO DE LA EXCAVACION DEL TUNEL Nº 4 CON LA “TBM MK 12” EN YUNCAN 136 5.1 INVERSION EN EL EQUIPO E INSTALACIONES 136 5.2 VIDA DEL EQUIPO 137 5.3 COSTO DE LOS CORTADORES 137 5.4 ANALISIS DE COSTOS POR METRO DE AVANCE 138 5.5 LONGITUD ECONOMICA DE EXCAVACIÓN CON LA“TBM MK 12” 140 5.6 IMPACTO AMBIENTAL Y SU COSTO 141 5.7 ANALISIS ECONOMICO 143 ANALISIS TECNICO-ECONOMICO DE LA EXCAVACIÓN DEL TUNEL CON EL SISTEMA CONVENCIONAL DE “PERFORACION Y VOLADURA” EN YUNCAN 147 6.1 PERFORACIÓN 148 6.2 VOLADURA 149 6.3 EQUIPO DE CARGUIO 151 EQUIPO DE TRANSPORTE 152 6.4 6.5 OTROS EQUIPOS 152 6.6 ESTUDIO DE TIEMPOS DE EXCAVACIÓN DEL TUNEL Nº 4 CON “PERFORACION Y VOLADURA”...