túneles




CÁLCULO DE LA PENETRACIÓN DE UN CORTADOR EN LOS TÚNELES DE GUADARRAMA


















INTRODUCCIÓN

La penetración de una TBM, es la penetración de las herramientas decorte en la roca del frente, por cada vuelta o giro de la cabeza de corte. Se mide en mm/rev.

La penetración media de un cortador, oscila entre 1 y 20 mm, y depende de una serie de factores:

-Factores de la roca:
- Dureza
- Resistencia
- Perforabilidad

- Factores del macizo rocoso:
- Distancia entre discontinuidades
- Tipo de discontinuidades
- Orientación de lasdiscontinuidades

- Factores del TBM:
- Empuje por cortador
- Espaciado entre cortadores
- Tamaño y forma del cortador

CARACTERÍSTICAS DE LA ROCA Y EL TBM

Para la realización de lostúneles de Guadarrama se usaron dos TBM de doble escudo, una Wirth-NFM y otra Herrenknecht.
Escogemos los parámetros de la TBM Wirth-NFM, con un diámetro de excavación de 9,46 m, 6 cortadorescentrales, 55 frontales y 2 + 3 cortadores de galibo.

Los terrenos de Guadarrama son terrenos donde predominan los ortogneises y granitos.
A continuación podemos observar el perfil geológico del terreno.Y los valores medios de la roca atravesada.


MODELO

El cálculo de la penetración lo realizamos en el tramo 5, de adamelita (ortogranito).

Para calcular la penetración, se sigue elmodelo de Gong y Zhao, en donde se calcula el índice de perforabilidad específica del macizo rocoso, el cual es función de los newtons por cortador y de la penetración:

Donde:
- BI: Índice deperforabilidad específica del macizo rocoso (MPa)
- RCU: Resistencia a compresión simple (MPa)
- Bi: Fragilidad (RCU/RT)
- Jv: Parámetro volumétrico de diaclasas
- Alfa: Ángulo entre el eje del túnely el plano de diaclasas.


Parametros:
- La penetración según el modelo de Gong y Zhao tiene la siguiente relación:
Bi = BI * P^(-0.75)

- Como sabemos que el empuje medio en el tramo 5 es...