Diseño de Tuneles Trabajnado Como Canales y Como Tuberias a Presion-trabajo en Español
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DISEÑO DE TUNELES TRABAJANDO COMO CANALES Y TUBERIAS A PRESION
INDICE
DISEÑO DE TUNELES TRABAJANDO COMO CANAL Y COMO TUBERIA DE PRESION
DISEÑO DE TUNELES TRABAJANDO COMO CANALES Y TUBERIAS A PRESION
1. TUNELES 1..1 Concepto: Un túne e! "na #$%a !"$te%%ánea &e 'a%á'te% inea ("e '#)"ni'a &#! *"nt#! *a%a e t%an!*#%te &e *e%!#na! # )ate%iae!+ , 'e%%a&a a e-'e*'i.n e-'e*'i.n &e ent%a&a , !ai&a+ '#)ún)ente en 'a&a e-t%e)#/ e-t%e)#/ E túne &e$e )antene% a *en&iente &e 'ana , !eg"i% a &i!tan'ia )á! '#%ta a '"a !e 0e%á ate%a&a *#% a! '#n&i'i#ne! t#*#g%á' t#*#g%á'a!+ a!+ ge#.gi'a! , ge#)#%2#.gi'a! &e te%%en#/ La 2#%)a &e a !e''i.n &e túne &e$e !e% ta ("e !" á%ea *e%)ita a 'i%'"a'i.n &e 'a"&a )á-i)# , %e!i!ta a! *%e!i#ne!+ a! '"ae! &ete%)inan a 2#%)a &e !e''i.n , e ti*# &e %e0e!ti)ient# &e túne/ L#! túnee! *"e&en tene% 2#%)a 'i%'"a%+ &e 3e%%a&"%a # &e $aú/ La 2#%)a 'i%'"a% ga%anti4a e á%ea .*ti)a+ *e%# e! &e &i25'i '#n!t%"''i.n6 '#n!t%"''i.n6 a 2#%)a &e $aú e! )á! !en'ia &e '#n!t%"i% E túne e! "na #$%a &e '#n!t%"''i.n '#n!t%"''i.n !"$te%%ánea ("e !e e-'a0a !ig"ien&# !" e7e , e! "!a&a en #! !ig"iente! 'a!#!8
C"an&# e! )á! e'#n.)i'# at%a0e!a% "n )a'i4# ("e t%a4a% "n 'ana *#% !" '#nt#%n#/
C"an&# a *en&iente t%an!0e%!a &e te%%en# e! ee0a&a 9)a,#% &e :;A'anta%ia&# !anita%i# , a'anta%ia&# *"0ia > T%a!0a!e &e '"en'a > Rieg# > D%ena7e > En2%ia)ient# &e *anta! t?%)i'a! En '"ant# a !" &i!e@# #! túnee! 3i&%á"i'#! *%e!entan+ %e!*e't# a #! &e)á! túnee!+ a *a%ti'"a%i&a& &e ("e *"e&en tene% "na *%e!i.n inte%i#%/
2. 'ORMA DE TRABAJO DEL TUNEL L#! túnee! 3i&%á"i'#! *"e&en t%a$a7a% a8 Si tienen A ($)*e #)#
DISEÑO DE TUNELES TRABAJANDO COMO CANALES Y TUBERIAS A PRESION
1. TUNELES 1..1 Concepto: Un túne e! "na #$%a !"$te%%ánea &e 'a%á'te% inea ("e '#)"ni'a &#! *"nt#! *a%a e t%an!*#%te &e *e%!#na! # )ate%iae!+ , 'e%%a&a a e-'e*'i.n e-'e*'i.n &e ent%a&a , !ai&a+ '#)ún)ente en 'a&a e-t%e)#/ e-t%e)#/ E túne &e$e )antene% a *en&iente &e 'ana , !eg"i% a &i!tan'ia )á! '#%ta a '"a !e 0e%á ate%a&a *#% a! '#n&i'i#ne! t#*#g%á' t#*#g%á'a!+ a!+ ge#.gi'a! , ge#)#%2#.gi'a! &e te%%en#/ La 2#%)a &e a !e''i.n &e túne &e$e !e% ta ("e !" á%ea *e%)ita a 'i%'"a'i.n &e 'a"&a )á-i)# , %e!i!ta a! *%e!i#ne!+ a! '"ae! &ete%)inan a 2#%)a &e !e''i.n , e ti*# &e %e0e!ti)ient# &e túne/ L#! túnee! *"e&en tene% 2#%)a 'i%'"a%+ &e 3e%%a&"%a # &e $aú/ La 2#%)a 'i%'"a% ga%anti4a e á%ea .*ti)a+ *e%# e! &e &i25'i '#n!t%"''i.n6 '#n!t%"''i.n6 a 2#%)a &e $aú e! )á! !en'ia &e '#n!t%"i% E túne e! "na #$%a &e '#n!t%"''i.n '#n!t%"''i.n !"$te%%ánea ("e !e e-'a0a !ig"ien&# !" e7e , e! "!a&a en #! !ig"iente! 'a!#!8
C"an&# e! )á! e'#n.)i'# at%a0e!a% "n )a'i4# ("e t%a4a% "n 'ana *#% !" '#nt#%n#/
C"an&# a *en&iente t%an!0e%!a &e te%%en# e! ee0a&a 9)a,#% &e :;A'anta%ia&# !anita%i# , a'anta%ia&# *"0ia > T%a!0a!e &e '"en'a > Rieg# > D%ena7e > En2%ia)ient# &e *anta! t?%)i'a! En '"ant# a !" &i!e@# #! túnee! 3i&%á"i'#! *%e!entan+ %e!*e't# a #! &e)á! túnee!+ a *a%ti'"a%i&a& &e ("e *"e&en tene% "na *%e!i.n inte%i#%/
2. 'ORMA DE TRABAJO DEL TUNEL L#! túnee! 3i&%á"i'#! *"e&en t%a$a7a% a8 Si tienen A ($)*e #)#
DISEÑO DE TUNELES TRABAJANDO COMO CANALES Y TUBERIAS A PRESION Una !"*e%'ie i$%e a *%e!i.n at)#!2?%i'a '#)# #! 'anae! a$ie%t#!/ De$en !eg"i% %ig"%#!a)ente a ainea'i.n 0e%ti'a &a&a *#% a g%a&iente 'a'"a&a/
A p$e"+n Si enan enan t#&a a !e' !e''i.n 'i.n '#)# a! t"$e%5a! t"$e%5a!// P"e&en P"e&en tene% "na ainea'i.n ainea'i.n '"a("ie%a '"a("ie%a '#n ta &e e!ta% *#% &e$a7# &e a 5nea *ie4#)?t%i'a 9g=/
Secc"one #e Túnele
,. TUNELES 'UNCIONANDO COMO CANAL Y COMO TUBERIAS DE PRESION P RESION ,.1. 'INALIDAD: Un túne ("e !e e)*ea '#)# 'ana 2"n'i#na '#)# "n '#n&"'t# 'e%%a&#+ *a%'ia)ente en#/ La !e''i.n &e 'ana *"e&e !e% %e0e!ti&a # e-'a0a&a , *"e&e '#n!e%0a% a 2#%)a ge#)?t%i'a &e
DISEÑO DE TUNELES TRABAJANDO COMO CANALES Y TUBERIAS A PRESION
Se &a a "tii4a'i.n &e túnee! en #! !ig"iente! 'a!#!8
C"an&# e! ne'e!a%i# *a!a% e ag"a &e "n 0ae a #t%#+ at%a0e!an&# e )a'i4# )#nta@#!# ("e #! !e*a%a/
C"an&# &e e!te )#&# !e e0ita e &e!a%%## &e "n a%g# 'ana a$ie%t# , '#n e C#n!ig"iente a")ent# &e *en&iente , %e&"''i.n &e a !e''i.n+ !e '#n!ig"e "na a*%e'ia$e e'#n#)5a
C"an&# a *en&iente t%an!0e%!a e! &e)a!ia&# ee0a&a , e )ate%ia &e )aa 'ai&a&+ n# *e%)iten a!eg"%a% a e!ta$ii&a& &e 'ana a$ie%t#/
Un túne ("e !e e)*ea '#)# 'ana 2"n'i#na '#)# "n '#n&"'t# 'e%%a&#+ *a%'ia)ente en#/ La !e''i.n &e 'ana *"e&e !e% %e0e!ti&a # e-'a0a&a , *"e&e '#n!e%0a% a 2#%)a ge#)?t%i'a &e 'ana #%igina+ # a&a*ta%!e a a !e''i.n t%an!0e%!a &e túne/
,.2 CRITERIOS DE DISEÑO La! &i)en!i#ne! &e #! túnee! &e$en ga%anti4a% a 2a'ii&a& &e !" '#n!t%"''i.n/ E an'3# , ti*# &e túne &e*en&e%á &e a! ne'e!i&a&e! &e *%#,e't#+ e!ta$e'i&#! *#% '%ite%i#! '#)# e 'a"&a , a 0e#'i&a&/ Según a e-*e%ien'ia !e *"e&e %e'#)en&a% ag"n#! an'3#! ("e 2"n'i#nan 3i&%á"i'a)ente8
Anc-o T"po #e túnel 1+ ) *a%a !e''i.n $aú
DISEÑO DE TUNELES TRABAJANDO COMO CANALES Y TUBERIAS A PRESION
La 2#%)a &e a !e''i.n &e "n túne &e$e !e% ta ("e *a%a "n á%ea &a&a+ e 'a"&a ("e 'i%'"a &e$e !e% )á-i)# , ta)$i?n ("e %e!i!ta a a! *%e!i#ne! gene%a&a! en e inte%i#%/ La '#n!t%"''i.n &e túnee! a!5 '#)# a !ee''i.n &e !" 2#%)a , ti*# &e %e0e!ti)ient# e!tá 5nti)a)ente iga&a '#n a ge##g5a+ )e'áni'a &e !"e#! , %#'a!+ *"e!t# ("e "n# &e #! &at#! )á! i)*#%tante! e! a *%e!i.n ("e &e$e !#*#%ta%/
A'#%ta% e %e'#%%i&# &e ag"a+ '#n a '#n!ig"iente &i!)in"'i.n &e a *e%&i&a &e 'a%ga , ("e &an *#'#! ga!t#! &e '#n!e%0a'i.n6 *e%# !" in'#n0eniente 2"n&a)enta e! e '#!t#+ n# #$!tante e *%e'i# &e #! túnee! &e a$a!te'i)ient# e! '#n!i&e%a$e)ente )á! $a7# ("e #t%#! ti*#! &e túne 9'a%%ete%a+ 2e%%#'a%%i+ et'/=+ &e$i&# a !" e!'a!a !e''i.n+ ,a ("e a! &i'"ta&e! &e '#n!t%"''i.n &e #! túnee! a")entan )", 2"e%te)ente '#n e a")ent# &e ta)a@#/ A !" 0e4 *#% e!ta )i!)a %a4.n a e7e'"'i.n !"ee 3a'e%!e a t#&a !e''i.n+ *#% # ("e+ en gene%a+ n# !e%á ne'e!a%i# %e'"%%i% a gae%5a! &e a0an'e+ ni a )?t#&#! e!*e'iae!/
La! !e''i#ne! t%an!0e%!ae! )á! e)*ea&a! !#n a 3e%%a&"%a *a%a 'anae! %#&a&#! , a 'i%'"a% *a%a '#n&"''i#ne! a *%e!i.n+ e!ta! !e''i#ne! &e$e%án tene% "na! &i)en!i#ne! )5ni)a! ("e *e%)itan e t%a$a7# %eati0a)ente '.)#&# en !" inte%i#%/
Sin e)$a%g# e! '#n0eniente *%#,e'ta% #! túnee! &e 2#%)a ("e *"e&an a&)iti% a)*ia'i#ne! 9'a"&ae! !en!i$e)ente )a,#%e! a #! &e *%#,e't#=+ *"e!t# ("e a!5 !e 2a'iitan #! in'%e)ent#! 2"t"%#! &e a$a!te'i)ient#/
L#! túnee! &e a$a!te'i)ient# &e$e%án e!ta% %e0e!ti&#! *a%a e0ita% t%a'i#ne! , *?%&i&a!+ *e%# en e 'a!# &e !e% "n 'ana '#)*eta)ente '"$ie%t# # '#ntene% "na # 0a%ia! t"$e%5a! 2#%4a&a! en !" inte%i#%+ e túne *#&%á &e7a%!e !in %e0e!ti%/
,., DISEÑO DE LA SECCIN /TUNELES A 0RAEDAD
La 2#%)a &e a !e''i.n &e "n túne &e$e !e% ta ("e *a%a "n á%ea &a&a+ e 'a"&a ("e 'i%'"a &e$e !e% )á-i)# , ta)$i?n ("e %e!i!ta a a! *%e!i#ne! gene%a&a! en e inte%i#%/ La '#n!t%"''i.n &e túnee! a!5 '#)# a !ee''i.n &e !" 2#%)a , ti*# &e %e0e!ti)ient# e!tá 5nti)a)ente iga&a '#n a ge##g5a+ )e'áni'a &e !"e#! , %#'a!+ *"e!t# ("e "n# &e #! &at#! )á! i)*#%tante! e! a *%e!i.n ("e &e$e !#*#%ta%/ F#%)a! &e !e''i.n8 Di)en!i#ne! M5ni)a!/
Ca!# e-t%e)# &e túnee! *e("e@#!
1/;B+ B 1/H) )in1/H) B )in1/:H)
,.3 Túnele De Secc"+n C"$c&l)$ Un 'ana !e)i'i%'"a% e! e )á! '#n0eniente &e!&e e *"nt# &e 0i!ta e-'"!i0# &e a e'ien'ia 3i&%á"i'a/ Sin e)$a%g#+ e!te ti*# &e túnee! *a%a 'anae! e! *#'# "!a&# *#% a! &i'"ta&e! '#n!t%"'ti0a! ("e '#ne0a/ E )?t#&# e!*a@# &e Ba%%agán '#n!i&e%a a '#n!t%"''i.n )e'áni'a &e !e''i#ne! 'i%'"a%e!/
CALCULO !IDRAULICO Pa%a e 'a!# &e &i!e@# 3i&%á"i'# t#)a%e)#! a túne '#)# !i 2"e%a "na t"$e%5a &e !e
Me&iante !i)*e! '#n!i&e%a'i#ne! ge#)?t%i'a! !e *"e&e &ete%)ina% e á%ea+ *e%5)et%# , &e)á! ee)ent#! &e a !e''i.n t%an!0e%!a #'"*a&a *#% e "i&#/ La t"$e%5a ("e t%a$a7a *a%'ia)ente ena !e 'a%a'te%i4a *#% a *#!i$ii&a& &e tene% "na 0e#'i&a& )e&ia , "n ga!t# )a,#% a #! ("e '#%%e!*#n&e%5an a t"$# en#/ E-a)ine)#! en *%i)e% "ga% a! '#n&i'i#ne! *a%a tene% 0e#'i&a& )á-i)a en "n t"$# *a%'ia)ente en#/ C#n!i&e%e)#! "na t"$e%5a '",# &iá)et%# e! D , '",# %a&i# e! %/ E "7# '#%%e!*#n&e a "n ti%ante ,/
Se t%ata &e 3aa% a %ea'i.n ,D ("e &a a )á-i)a 0e#'i&a& *a%a e "7#+ AB e! a !"*e%'ie i$%e+ e! e áng"# en e 'ent%#/
La! e-*%e!i#ne! '#%%e!*#n&iente! a á%ea+ *e%5)et%# )#7a&# , %a&i# 3i&%á"i'# !#n8
Si '#n!i&e%a)#! a! 2.%)"a! &e Manning # &e C3e4,+ # '"a("ie% #t%a+ *a%a e 'á'"# &e a 0e#'i&a& )e&ia en'#nt%a)#! ("e !ie)*%e !e '")*e ("e8
Pa%a *en&iente , %"g#!i&a& '#n!tante!+ + - &e*en&en &e a 2#%)"a *a%ti'"a% e)*ea&a/ P#% # tant#+ *a%a ("e a 0e#'i&a& !ea )á-i)a !e %e("ie%e ("e e %a&i# 3i&%á"i'# !ea )á-i)#
De &#n&e8
e! e áng"# ("e '#%%e!*#n&e a a 0e#'i&a& )á-i)a/ Se &ete%)ina in)e&iata)ente ("e8
E ti%ante
De &#n&e
P#% # tant#+ '"an&# e ti%ante e! H+1D a 0e#'i&a& e! )á-i)a/
Se #$!e%0a ("e e %e!"ta&# #$teni&# e! in&e*en&iente &e a 2.%)"a '#n a ("e !e 'a'"e a 0e#'i&a& )e&ia/ Ca'"e)#! a3#%a '"a e! e 0a#% &e YD ("e 3a'e ("e e ga!t# !ea e )á-i)#8
E ga!t#+ !i "!a)#! a 2.%)"a &e Manning+ tiene *#% e-*%e!i.n
Se #$!e%0a ("e *a%a S , n '#n!tante! e )á-i)# 0a#% &e ga!t# '#%%e!*#n&e a )á-i)# 0a#% &e AR
De &#n&e
Q"e e! e áng"# ("e '#%%e!*#n&e a ga!t# )á-i)#/ Se &ete%)ina in)e&iata)ente ("e8
E ti%ante e!
De &#n&e
P#% # tant#+ '"an&# !e "!a a 2.%)"a &e Manning *a%a #! 'á'"#!+ e ga!t# e! )á-i)# '"an&# , H+: D/ Si !e 3"$ie%a e)*ea&# a 2.%)"a &e C3e4,+ ent#n'e! a '#n&i'i.n 3"$ie%a !i
Y !e 3a$%5a #$teni&#
P#% # ("e '"an&# !e "!a a 2.%)"a &e C3e4, *a%a #! 'á'"#!+ e ga!t# e! )á-i)# '"an&# , H+;D/
,.4 Túnele T"po B)úl La 2#%)a &e $aú e! )á! !en'ia &e '#n!t%"i%/ La Fig"%a i"!t%a a! 'a%a'te%5!ti'a! &e "n túne ti*# $aú/
La! &i)en!i#ne! &e #! túnee! &e$en ga%anti4a% a 2a'ii&a& &e !" '#n!t%"''i.n/ E an'3# , ti*# &e túne &e*en&e%á &e a! ne'e!i&a&e! &e *%#,e't#+ e!ta$e'i&#! *#% '%ite%i#! '#)# e 'a"&a , a 0e#'i&a&/
,.5 CONSIDERACIONES DE DISEÑO PARA TUNELES TIPO BAUL Herradura Estándar
D#n&e8 R %a&i# &e a $.0e&a áng"# '#n a 3#%i4#nta ("e 3a'e e %a&i# ("e t#'a a inte%'e*'i.n &e a !"*e%'ie &e '#n a $.0e&a/
3& '#a&# &e ag"a 9ti%ante= A á%ea )#7a&a P *e%5)et%# )#7a&# R %a&i# 3i&%á"i'# n '#e'iente &e %"g#!i&a&/ S*en&iente
C)lc&lo -"#$%&l"co E á%ea )#7a&a e! ig"a a8
D#n&e % e! e %a&i# &e a $.0e&a8
β,e! e áng"# '#n a 3#%i4#nta ("e 3a'e e %a&i# ("e t#'a a inte%!e''i.n &e a !"*e%'ie
&e ag"a '#n a $.0e&a/ &+ e! e 'aa&# 9Ti%ante= &e ag"a/
E *e%5)et%# )#7a&# e! ig"a a8
E %a&i# 3i&%á"i'# e! ig"a a8
E 'a"&a e! ig"a a8
a/C)$)cte$6t"c) -"#$%&l"c) #e Túnel t"po B)úl p)$) #"7e$ente t"$)nte /#8-
,.9 Túnele T"po !e$$)#&$) E! 2%e'"ente ("e #! túnee! !e '#n!t%",an '#n "na !e''i.n &i2e%ente &e a 'i%'"a%/ Una &ea! !e''i#ne! )á! e)*ea&a! e! a !e''i.n en 3e%%a&"%a/ La !ig"iente ta$a !i%0e '#)# a,"&a *a%a e 'á'"# &e a! !e''i#ne! en 3e%%a&"%a/
D#n&e8 Y ti%ante D &iá)et%# A á%ea P *e%5)et%# )#7a&# R %a&i# 3i&%á"i'#
a/ P$op"e#)#e -"#$%&l"c) #e l) ecc"one en -e$$)#&$)
,. eloc"#)#e De D"e;o En Lo Túnele
Pa%a 'a"&ae! '#n!tante! #!'ia ent%e 1/; a /; )!+ *"&ien&# a&)iti%!e 0a#%e! )a,#%e! '"an&# e 'a"&a e! )", 0a%ia$e/
En túnee! a *%e!i.n a! 0e#'i&a&e!
gene%a)ente 0a%5an &e /; a :/; )!/
R"g#!i&a&8 *"e&e "tii4a%!e8
Si a %#'a e! !ana8 n8 H/H:
En túnee! ("e t%a$a7an a g%a0e&a&6 e ti%ante n# &e$e *a!a% e ;< &e a at"%a t#ta/
E $#%&e i$%e 8 BL H/:H ) 9)5ni)#H/H)=
P"e&e "tii4a%!e8 BLH
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