TPO-Memoria Descriptiva Excavación

Proyecto: Construcción del Túnel “Punta Olímpica” Chacas - Carhuaz – Ancash

CONSTRUCCIÓN DEL “TÚNEL PUNTA OLÍMPICA” MEMORIA DESCRIPTIVA

INTRODUCCIÓN. El proyecto denominado: Rehabilitación y Mejoramiento de la Carretera “Callejón de Huaylas – Chacas – San Luís” Tramo I: Carhuaz – Shillas – Túnel, bajo responsabilidad del Gobierno Regional de Ancash tiene por finalidad la rehabilitación, mejoramiento y la construcción de 99 Km de carretera asfaltada en la región de Ancash. La vía circundará el nevado del Huascarán y hará posible la unión del Callejón de Huaylas y el Callejón de Conchucos permitiendo el desarrollo económico y social en la zona de influencia. El proyecto está constituido por dos tramos. El Tramo I consiste en la vía Carhuaz – Shilla – Túnel Punta Olímpica que tiene una longitud de 49.43 Km. e incluye el Túnel Punta Olímpica de 510 metros. Mientras que el Tramo II consiste en el Túnel Punta Olímpica – Chacas – San Luis con una longitud de 49.47 Km.

OBJETIVO. El presente documento tiene por finalidad presentar la descripción de los procedimientos que serán empleados durante la ejecución del servicio. Estos procedimientos cumplen con los requisitos descritos en el expediente técnico de contratación, el mismo que ha sido tomado como base para la formulación de los precios unitarios, la descomposición del trabajo y la determinación del plazo de obra. Los procedimientos de trabajo que se describen han sido realizados en función a los requerimientos técnicos, planos, especificaciones del proyecto y de acuerdo con las normas técnicas vigentes para esta obra.

DATOS DEL PROYECTO Ubicación del Proyecto. La construcción del túnel, se encuentra ubicado entre las provincias de Carhuaz y Chacas, aproximadamente en la Prog. 50+410 de la carretera, en el punto denominado Punta Olímpica, a una altitud aproximada de 4760 msnm. Políticamente se encuentra ubicado en el distrito de Chacas, Provincia de Asunción, región de Ancash.

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Km. 50+410

Trazo de la carretera Túnel Punta Olímpica

Ubicación de la obra

Para el inicio de los trabajos de excavación se cuenta con la siguiente relación de puntos topográficos, los cuales serán verificados en campo.

Relación de Coordenadas UTM PUNTO

ESTE

NORTE

Entrada Túnel Carhuaz

224114.095

8990303.072

Salida Túnel Chacas

224233.510

8989919.628

Punto 1

224233.571

8990074.855

Punto 2

224171.849

8990283.609

Punto 4

224579.676

8989459.430

Punto 6

225033.615

8989183.497

Datos Contractuales. Monto de ejecución:

US.$

Plazo del contrato:

16 meses.

Fecha Contractual de Inicio:

xxxxxxxxxxxxxxxx

Fecha

x’xxx,xxx.xx (inc. GG + Util.)

contractual



de

Término:

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Descripción General del Proyecto. El proyecto contempla la construcción de un túnel y sus portales, el cual atravesará el accidente geográfico denominado “Punta Olímpica” para comunicar el lado Carhuaz con Chacas. El túnel tendrá una longitud estimada de 510 mts y una sección terminada de 5.00 x 4.60 mts. La pendiente esta dividida en dos tramos; el primero tramo con pendiente positiva de 5/1000 desde el ingreso hasta la Prog. 0+255, el segundo tramo con pendiente negativa de 5/1000 desde esta progresiva hasta la salida. El túnel tendrá un vial y considera la ejecución de las siguientes actividades. Afrontonamiento del portal de entrada y salida del túnel antes de iniciar los trabajos de excavación. Construcción de dos falsos túneles de 3.50 mts de longitud (entrada y salida). Excavación del túnel, sección tipo baúl, se prevee la ejecución por un solo frente. Ensanchamiento de la sección del túnel, en dos tramos de 20 mts cada uno que servirán como plazoletas para el cruce de vehículos, los cuales estarán ubicados en las siguientes progresivas: 0+180 y 0+380. Instalación de sostenimiento de apoyo activo y pasivo en toda la longitud del túnel (dependiendo del tipo de roca), el mismo que estará conformado por los siguientes elementos:

 

   

Concreto Lanzado de 350 Kg/cm2. Perno de Anclaje de 1”Ø x 2.40 mts. Malla electrosoldada de 4” x 4” #8. Cimbra Metálica, Perfil W6 x 20. Plancha Colaborantes de 2mm de espesor. Spilling Bar de 1”Ø x 3.00 mts.

Distribución del metrado por tipo de roca. Para efectos de la excavación, se ha desagregado el metrado total del túnel de acuerdo al tipo de roca. Este metrado así como la distribución del porcentaje por tipo de roca son estimaciones basadas en criterios geológicos – geotécnicos razonablemente buenos para el diseño y presupuesto de obra, estos estarán sujetos a variación de acuerdo a las condiciones encontradas “in situ” durante los trabajos de excavación.

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Descripción

Metrado (ml)

Porcentaje (%)

Roca Tipo I

215.00

42.16%

Roca Tipo II

103.50

20.29%

Roca Tipo III

102.00

20.00%

Roca Tipo IIIa

49.50

9.71%

Roca Tipo IV

40.00

7.84%

510.00

100.00%

TOTAL

Geometría de la Sección. En general puede decirse que la forma perimétrica más adecuada de una excavación subterránea es el arco o circunferencia. El arco es en esencia una estructura comprimida y es capaz de resistir cargas determinadas por un estado de compresión. Los arcos generan fuerzas horizontales que se debe absorber en los apoyos. Desde el punto de vista tenso – deformacional, lo que se espera de la forma semicircular de la bóveda del túnel es que trabaje, predominantemente, bajo esfuerzos de compresión lo cual se logra si son uniformes los empujes verticales y horizontales. Lo que se pretende es conducir la carga vertical transmitida por la bóveda hacia los hastíales hasta su punto de apoyo.

Carga P

Radio= 1/2 luz del arco

Punto de apoyo

Punto de apoyo

Distribución de Esfuerzos

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ESTRATEGIA CONSTRUCTIVA: Alcances Esta sección se refiere al planeamiento, procedimientos y métodos propuestos por IESA S.A., para la excavación del túnel, así como las normas de seguridad y demás requisitos relacionados con la ejecución de los trabajos

Definiciones Condiciones normales de operación: se le denomina así al entorno que permite que la zona de trabajo este dotada de todas las facilidades de operación, como son los servicios auxiliares, puntos de eliminación de desmonte, tránsito coordinado de equipos y personas, de manera que permita la ejecución de los trabajos según lo establecido en los análisis de precios unitarios. Trabajos por Administración Controlada: son aquellos trabajos ordenados por la Supervisión y que no están considerados en la relación de precios unitarios de IESA S.A., para lo cual, y con fines de pago, el Contratista deberá realizar reportes diarios sobre las cantidad de materiales, tiempo de utilización de equipos y personal para su ejecución. Línea Terminada: Es la línea de contorno que establece el perfil del túnel terminado y representa el gálibo necesario para desarrollar la función del túnel, dentro de esta área no se admitirán salientes de roca ni de armaduras o refuerzos de carácter permanente. Línea “A”: Es la línea de contorno de la excavación que establece el perfil mínimo de excavación dentro de la cual no está permitido dejar material sin excavar. Línea “B”: Es la línea de contorno de la excavación que establece el perfil máximo sobre la excavación tolerable, esta línea también indica el perfil del contorno de la sección de pago, por fuera de esta línea no se debe realizar ninguna excavación, salvo indicación expresa. Sobre rotura: Es el volumen adicional de rotura sobre la línea “A”, debido al proceso constructivo. El límite de esta sobre rotura es la Línea “B” y el área de sobre rotura no debe sobrepasar el 5% del área de la sección delimitada por la línea “A”. Sobre excavación por falla geológica: Es el incremento del área de la sección excavada por encima de la línea “B”, originada por las condiciones desfavorables que presenta macizo rocoso tales como fallas, fracturas o cualquier tipo de discontinuidad o zona de descomposición de la roca. Este incremento no se considera como consecuencia directa del proceso constructivo por lo tanto no podrá ser imputado al Contratista.

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Planeamiento general del Proyecto. La estrategia elaborada por IESA S.A. para el cumplimiento de los objetivos, considera realizar las operaciones en cinco etapas, estas son: movilización de personal, movilización de materiales y equipos, instalaciones preliminares de obra, excavación y sostenimiento del túnel, finalizando con la desmovilización de materiales y equipos. La jornada de trabajo será de 12 horas, se implementará dos jornadas por día, se ha considerado la excavación por la boca de ingreso al túnel, por donde el desarrollo del túnel es en positivo. Los relevos serán realizados a las 6:00 y 18:00 hrs. de lunes a sábado, con descanso los días domingos.

Movilización de personal: La movilización del personal será por vía terrestre y se utilizará el servicio de transporte público. El personal obrero y empleado de IESA S.A. será desplazado en los siguientes grupos: Primer Grupo: El ingeniero residente, el administrador y el ingeniero de seguridad, se desplazarán a la obra para realizar las siguientes gestiones y diligencias: Recepción del Terreno.  Apertura del libro de planillas, ante las entidades competentes.  Identificar los peligros potenciales y la evaluación de los riesgos asociados antes de iniciar los trabajos preliminares. Segundo Grupo: Este grupo está constituido por el personal de mando medio y obreros destacados para realizar los trabajos preliminares como la construcción de campamentos, almacén, taller y oficinas. Así como la instalación de los servicios de agua, aire comprimido y energía eléctrica. 

Tercer Grupo: Este grupo lo constituye el personal dedicado a las labores de excavación y sostenimiento. Durante los trabajos de excavación, se empleará el siguiente personal: Personal de Guardia:  01 Capataz.  01 Operador de Jumbo.  01 Operador de Scoop.  03 Cargador.  02 Bodeguero.  01 Mecánico.  01 Eléctrico.  01 Ayudante de Jumbo.

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 

06 Ayudante Cargador. 02 Servicios.

Personal Técnico  01 Ing. Residente de Obra.  02 Ing. Jefe de Guardia.  01 Ing. Costos.  01 Ing. Jefe de Seguridad.  01 Asistente de Seguridad.  01 Topógrafo. Personal Administrativo  01 Administrador de Obra.  01 Digitador.  01 Jefe de Almacén.  01 Ayudante de Almacén

Movilización de Materiales y Equipos: Los materiales indicados en los análisis de precios unitarios serán movilizados por vía terrestre en camiones baranda de 4, 10, 14, y 20 Tm, manteniendo el stock para un mes de trabajo; en tal sentido, en obra se dispondrá de un almacén debidamente acondicionado para este fin. Para la movilización de los equipos pesados se empleará trailer tipo plataforma (cama baja), mientras que los equipos menores serán trasladados en camiones baranda.

Los equipos que serán movilizados a obra, entre otros, son los siguientes: 

    

   

01 Jumbo Electrohidráulico de dos brazos. 01 Scooptram diesel de 6.0 yd3. 01 Camión Volquete de 12 m3. 02 Grupo electrógeno de 175 Kw. 01 Compresora diesel de 750 cfm. 01 Ventilador de 60 Hp. 01 Lanzadora de concreto vía húmeda/seca. 01 Mezcladora de concreto de 11 p3. 03 Perforadora Neumática. 01 Patilladora Neumática.

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Instalaciones Preliminares de Obra: Sistema Energía Eléctrica. La generación de energía eléctrica necesaria para la operación de equipos pesados y equipos auxiliares, iluminación, trabajos complementarios y otros servicios será proporcionada por el equipo electrógeno instalado en el frente de trabajo, de acuerdo a las siguientes características: Tensión del Suministro o Frecuencia del Sistema o Equipo de Suministro o Potencia de Suministro o

: 440 Voltios : 60 Hz : Tablero de distribución. : 3,047 Kw

Desde el punto de generación hasta el punto de suministro (entrega) se realizarán las instalaciones necesarias para una normal operación de los equipos, maquinarias y servicios. Para un mayor detalle estamos presentando el cálculo de la demanda de energía requerida para la ejecución de los trabajos con los equipos propuestos (Ver Anexo 1).

Sistema de Aire Comprimido. Para el suministro de aire comprimido requeridos en la operación de los equipos neumáticos, equipos de proyección de concreto y servicios auxiliares se ha previsto la instalación de un compresor en el frente de trabajo de acuerdo a las siguientes características:

o Volumen de Suministro o Presión de Trabajo

: 750 CFM : 80 PSI

Desde el punto de generación hasta el punto de suministro (entrega) se realizarán las instalaciones necesarias para una normal operación de los equipos, maquinarias y servicios, debiendo instalar para ello una tubería de polietileno de 4” (150 psi) con su respectiva válvula de control.

Sistema de Ventilación. La generación mecánica de aire para la ventilación del túnel, se realiza por medio de un ventilador eléctrico que se instalará cercano al ingreso del túnel el cual insufla el aire fresco a través de una manga de ventilación de 36”Ø al interior del mismo.

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Los ductos de ventilación que se instalarán para mantener las condiciones ambientales en el interior del túnel, serán flexibles, de poliéster con las siguientes características:

o Peso: o Espesor: o Presión W:

600 gr/cm2 0.75mm equivalente a 2,000 mm de columna de agua.

Suministro de Agua para Perforación. Para el abastecimiento de agua necesaria paro los trabajos de perforación será necesario el tendido de tubería de 2”Ø hasta el afluente que pasa por el portal de entrada (ubicado a unos 450 mts) para el transporte del mismo desde el punto de captación hasta el frente de trabajo. En el interior del túnel esta tubería estará apoyada sobre las alcayatas de 5/8”Ø de tal manera que se encuentre tendida sobre el piso del túnel.

AFRONTONAMIENTO DEL PORTAL: Debido a las condiciones geológicas – geotécnicas en la zona de influencia al ingreso del túnel, se ha evaluado el alto potencial de deslizamiento por acción estática o dinámica del material conglomerado basado en la pendiente actual del terreno natural. Por lo tanto, antes de iniciar los trabajos propios de excavación del túnel será necesario la estabilización y el afrontonamiento del talud.

Estabilización de Talud. Esta actividad comprende los trabajos de desbroce y limpieza de taludes; excavación de material suelto, roca suelta o roca fija (dependiendo del empleo o no de material explosivo) para alcanzar el perfil del terreno deseado para la construcción del falso túnel; siguiendo con el desatado de rocas para minimizar el riesgo de desprendimiento por acción de la gravedad. Finalmente, la aplicación de shotcrete reforzado con fibra de acero para crear una capa de concreto en la superficie del talud que al rellenar las fracturas o grietas inmoviliza la masa de roca expuesta a la intemperie. Adicionalmente se podrá colocar una doble aureola de pernos de anclaje en el perímetro de la bóveda del túnel, de acuerdo al siguiente detalle:

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Aureola PH

Talud Sección Túnel

Rasante

Afrontonamiento del Túnel

Construcción de Falso Túnel. Esta actividad tiene por finalidad la construcción de una estructura de concreto armado a manera de falso túnel de emboque para el ingreso al mismo, cuya función principal será el de brindar seguridad al personal en caso que se produzca el deslizamiento del macizo rocoso, y de esta manera evitar pérdidas. El falso túnel tendrá una longitud de 3.50 mts y estará conformado por el vaciado de concreto f’c=175 kg/cm2, reforzado con malla de acero corrugado de 5/8”Ø distanciado @ 0.15 mts en dos capas, el mismo que describirá la línea de contorno del perímetro del túnel, para tal efecto se utilizará encofrado curvo. Esta estructura descansará sobre un cimiento corrido reforzado con una malla de acero corrugado en la solera de 1/2"Ø distanciado @ 0.15 mts. (Ver detalle en el Aartado: Secciones y Detalles del Proyecto).

Encofrado curvo

Cimiento Corrido Rasante

Sección Falso Túnel

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EXCAVACIÓN SUBTERRÁNEA: Procedimiento de ejecución. Para la excavación y sostenimiento del túnel se empleará el nuevo método austriaco de perforación y voladura (D&B), el cual contempla la ejecución de las siguientes actividades: a) Riego y desate de la roca después de la voladura anterior. b) Limpieza mecaniza del frente. c) Colocación de sostenimiento. d) Marcado del frente (trazo de la gradiente y dirección) e) Instalaciones para servicios (eventual). f) Perforación del frente. g) Carguío y disparo del frente. h) Ventilación del frente. Durante todo el ciclo de trabajo, deberá funcionar el sistema de ventilación con el fin de mantener las condiciones del frente de trabajo según lo estipulado por los reglamentos de seguridad e higiene vigentes y aplicables a los trabajos que se ejecutan.

Control Topográfico. El control se inicia con el reconocimiento de los puntos topográficos proporcionados en el expediente de contrato, esta actividad se realizará durante todo el proceso de excavación del túnel, se mantendrá un control permanente del alineamiento y nivel de la sección los cuales deberán ser visibles para su revisión y control por parte de la supervisión. Para la ejecución de esta actividad se pondrá a disposición de la obra un equipo topográfico estación total, dotado de los accesorios para su uso en operaciones de excavación subterránea. Para cualquier variación del alineamiento, dirección o rasante del túnel se deberá contar con la autorización escrita del ingeniero Supervisor.

Normas de Seguridad El Contratista mantendrá en la obra a un Ingeniero de Seguridad; quien se encargará de elaborar, cumplir y hacer cumplir los planes y programas de seguridad e higiene la obra. El Contratista dotará a todo su personal de los implementos de protección y seguridad necesarios para la ejecución de sus labores. Los elementos que conforman este conjunto de implementos son: casco, guante, bota de jebe con punta de acero, respirador, anteojos, tapón de oídos y ropa de jebe.

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Como norma de trabajo los frentes deberán estar regados, facilitando la labor de mapeo geológico y los trabajos de desatado de las rocas. Todo el personal que por la naturaleza de su ocupación o por que ésta se desarrolla en zonas de tráfico de vehículos deberá estar dotado de chalecos reflectivos. El Contratista mantendrá permanentemente en obra un vehículo diesel para la evacuación inmediata desde el interior del túnel ante la ocurrencia de cualquier accidente de trabajo. Todo accidente de trabajo deberá ser reportado al Ingeniero Supervisor en el término de las dos horas posteriores a la ocurrencia.

Sostenimiento de la Excavación. Los elementos de sostenimiento que se emplearán para la estabilización de macizo rocoso por cada tipo de roca, se encuentran indicados en los planos adjuntos al presente expediente. De ser necesario el uso de elementos de soporte no considerados en el proyecto, se decidirán de común acuerdo entre los representantes del Propietario y el Contratista.

Metodología de la Excavación Como ya se ha mencionado, el método de excavación será el de perforación y voladura (D&B) mediante el sistema Trakcles o mecanizado, con el apoyo de los siguientes equipos:

• • • •

01 Jumbo de 02 Brazos. 01 Scooptram de 6.0 yd3. 01 Volquete de 12 m3. 01 Lanzadora de Concreto.

Representación Gráfica de la Metodología de la Excavación

Fase 1 - Perforación

Fase 2 – Carguío de Taladros

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Fase 3 - Disparo

Fase 5 – Regado y Desatado de Rocas

Fase 7 - Limpieza

Fase 4 – Ventilación del Frente

Fase 6 – Sostenimiento o Revestimiento Provisional (Aplicación de Shotcrete)

Fase 8 – Inst. Servicios Auxiliares

Perforación La perforación de los taladros de voladura se logrará por roto-percusión mediante el equipo de accionamiento electrohidráulico. La perforación será realizada de manera que se pueda obtener el paralelismo en los taladros, especialmente en los taladros perimétricos o de contorno evitando o minimizando así la sobre excavación de la sección. En el frente de trabajo se contará con un Jumbo electrohidráulico de 02 brazos. Para la perforación y colocación de las alcayatas, se contará con una perforadora manual; en general, será utilizada para todos aquellas perforaciones de servicio que resulte tedioso realizarlos con el jumbo. El procedimiento para la perforación es el siguiente: • Antes de iniciar los trabajos de perforación se deberá verificar si la labor ha sido ventilada y desatada adecuadamente, de encontrarse bancos sueltos o con alto potencial de caída, se realizará un re-desatado del mismo. En la labor

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se contará con un perchero en donde se colocará el juego de barretillas conforme al D.S. 055. • Luego se realizará la limpieza de escombros producidos por el desate, se procederá a trasladar el jumbo hacia el frente, se procede a conectar las instalaciones de agua y energía al equipos, verificando a su vez el estado del equipo y de las instalaciones (energía eléctrica y presión agua de perforación). • El operador de jumbo y su ayudante, provistos y utilizando todos sus respectivos EPP, iniciarán la perforación siguiente la malla de perforación pintada previamente. • Para el control del paralelismo de los taladros se utilizará atacadores de madera en los taladros de arranque, adicionalmente se debe contar al menos con tres atacadores de dimensiones adecuadas. • Para la perforación se utilizará barra de 14 pies y brocas de 45 mm de diámetro, para los taladros de alivio, como cara libre en el arranque, se utilizará broca de 89 mm. • Para la eliminación de los detritus del interior de los taladras, se aplicará el sistema de barrido del Jumbo, mediante este procedimiento los taladros quedarán limpios al culminar su perforación. Para rocas de mala calidad en donde los taladros empiecen a desgranarse por la descompresión de la roca, se usarán tuberías de 1.1/2” de diámetro por 4.00 mts de longitud, las cuales se introducirán en los taladros donde se registre este problema. • El Perforista y ayudante deberán verificar luego cada cierto número de taladros perforados que no exista presencia de rocas sueltas. • Mientras que el operador esté manipulando los brazos del jumbo en la fase de posicionamiento, su ayudante se deberá colocar a uno de los costados de la cabina del operador para evitar ser golpeado por alguno de los brazos. • Una vez concluida la perforación se deberá verificar nuevamente la estabilidad de la labor, realizando nuevamente el desate de rocas si fuese necesario y dejando completamente ordenado el frente (equipos y herramientas en su lugar). • En el perímetro de la sección serán perforados taladros de precorte, los que no serán cargados.

Carguío y Voladura El Contratista deberá presentar para su aprobación al Ingeniero responsable de la Supervisión, el detalle de los cálculos de voladura y método a emplearse,

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indicando el tipo, potencia, distribución y secuencia de detonación de los explosivos a utilizarse. También indicará la profundidad, orientación, diámetro y espaciamientos de las perforaciones para la voladura. El Contratista, deberá desarrollar por aproximaciones sucesivas, los parámetros técnicos de perforación y voladura para toda la sección de la excavación y sobre todo del perímetro el mismo que debe ser controlado para obtener un mínimo de sobre excavaciones y de fracturación de la roca por fuera de las líneas de excavación. El Contratista informará diariamente al Ingeniero Supervisor sobre la calidad del macizo rocoso que se excava. En caso de encontrarse tramos de la sección excavada que necesite la instalación de elementos de sostenimiento, este se ejecutará antes de iniciar el carguío. La operación de voladura comprende el manejo, almacenamiento y utilización de explosivos según las normas establecidas y válidas para el proyecto. El Contratista será responsable por todos los daños que pueda causar una mala práctica de voladura o que resulten de su posesión y/o empleo en la obra. Para ejecutar una voladura controlada, el contratista usará “cañas” que permitirá controlar la sobre excavación en la bóveda, de acuerdo al siguiente esquema.

F.4 – Voladura Controlada

El procedimiento para el carguío y voladura es el siguiente: • El traslado de explosivos a la labor debe ser efectuado por personal capacitado y autorizado por la DICSCAMEC. • El explosivo será trasladado por separado de los accesorios de voladura, por personal autorizado portando su carnet de DICSCAMEC (cargador de frentes y ayudante).

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• Antes de disponer el uso de explosivos en un determinado lugar se evaluará previamente, con el apoyo de la información geológica se determinará la carga más adecuada para cada caso y la metodología más apropiada de voladura. • Previo a determinar dicho uso, se estudiarán mínimas desviaciones del trazado que de ser factibles permitan reducir la cantidad de explosivos a utilizar. • Se tomará extrema precaución para prevenir accidentes que involucren personas y propiedades. Se pondrá en conocimiento a todo el personal de las medidas de seguridad adoptadas y se evitará la presencia de personas cerca al lugar del disparo. • En cuanto al programa de voladura, es recomendable establecer horarios de voladura fijos a fin de minimizar riesgos de accidentes. • El cargador y el ayudante verificarán la longitud de cada taladros e insuflaran aire comprimido al interior de estos con el fin de eliminar los detritus y agua presentes en los taladro, para esto utilizaran sopletes y obligatoriamente los anteojos de seguridad y el resto del EPP. • Una vez verificado la limpieza de los taladros, se procederá a colocar la señalización de advertencia en el ingreso a la zona de voladura, e iniciaran la preparación de los cebos. • Utilizando punzones de cobre o de polipropileno perforaran los cartuchos de dinamita para luego insertarle el fulminante fanel, este trabajo se efectuara lejos de la ubicación del explosivo. • Concluida la preparación de los cebos, se procederá a la preparación de las cañas con los cartuchos de dinamita espaciados y unidos por una línea de pentacord, para el carguío de los taladros de la corona (voladura controlada). • Inicio del carguío, colocando los cebos en los taladros de arranques luego las ayudas, cuadradores, alzas (cañas para voladura controlada) y finalmente los arrastres seguidamente de los cartuchos de dinamita. La columna del taladro será confinada ligeramente con el empleo de los atacadores de madera para evitar que sople el disparo, luego se sellará el taladro con material inerte. Tener en cuenta la secuencia de salida de los fulminantes (retardo). Ver planos de mallas de voladuras. • Verificación del carguío correcto de todos los taladros, se debe tener cuidado de que las mangueras de los fulminantes no se dañen, por que esto ocasionaría que el fulminante no sea iniciado.

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• Al amarrar los conectores con el cordón detonante debe verificarse que el cordón no forme rizos ni esté en contacto con superficies angulosas, por que esto ocasionaría cortes en la voladura. • Ordenar todo equipo, herramienta y material en su ubicación y alejado de la zona de voladura. • Los fulminantes deben amarrarse al cordón detonante solamente cuando ya se va ha realizar el chispeo. • El personal debe retirarse a un lugar seguro (no menos de 150 mts) apagando el ventilador y teniendo siempre en cuenta el tiempo, no sin antes verificar que las señales (letreros de advertencia) de voladura se hayan colocado; luego esperar a que suene la detonación. • Finalmente el personal se retirara del área de trabajo no sin antes dejar ventilando el frente encendiendo el ventilador.

Ventilación El Contratista durante todo el tiempo que demande la ejecución de los trabajos de excavación subterránea, mantendrá operativo un sistema de ventilación forzada de los frentes de trabajo, los mismos que deben satisfacer las necesidades de aire fresco a las personas y equipos que laboran en el túnel. Dicho sistema deberá contar con ventiladores axiales de accionamiento eléctrico en número y potencia suficientes para proporcionar aire fresco según las siguientes condiciones:

o o

3 m3/min. x cada trabajador en el frente de excavación. 3 m3/min. x cada HP nominal de los equipos diesel que operan en el

túnel.

Los ductos de ventilación, que instalará el Contratista para mantener las condiciones ambientales en el interior del túnel, serán flexibles de poliéster con peso de 600 gr/cm2 y espesor de 0.75mm capaces de soportar una presión de trabajo equivalente a 2,000mm de columna de agua. Para realizar el objetivo, el Contratista empleará 01 ventilador de 60 Hp colocado en la boca de ingreso que insuflara el aire desde la superficie hacia el tope durante la etapa de excavación. Producido la voladura, el túnel debe ser ventilado por un tiempo adecuado, sugerido en los cálculos matemáticos, con el fin de remover los gases tóxicos de manera que la calidad del aire sea aceptable dentro del túnel. Si debido a la longitud excavada del túnel, la ventilación instalada resultase insuficiente, se deberá colocar ventiladores auxiliares a lo largo de la manga para compensar las

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perdidas (Ver cálculo de la manga y ventilador en el Anexo 2) Limpieza del Frente. El material producto de la excavación del túnel deberá ser retirado del frente de trabajo hasta la superficie en las inmediaciones de la boca del túnel, a partir de allí, en un segundo manipuleo, el desmonte es transportado mediante volquete al botadero indicado por la supervisón. Primera Etapa:

Segunda Etapa:

El desmonte producto de la voladura es transportado por el cargador LHD de 6.0 yd3 hasta superficie en las inmediaciones del ingreso al túnel, desde este puto es cargado sobre el volquete de 12 m3 para que finalmente sea evacuado hasta el botadero. El desmonte producto de la voladura es acumulado por el cargador LHD de 6.0 yd3 en la zona de ensanche del túnel (plazoletas) desde este punto es cargado sobre el volquete de 12m3 para su evacuación final hasta la zona del botadero.

Regado y Desate. El regado del frente permite contrarrestar los gases y el polvo producto de la voladura, así mismo permite visualizar las rocas sueltas. El desatado consiste en hacer caer la roca que ha quedado suelta producto del disparo, desprendiéndola del macizo rocoso con la utilización de barretillas de aluminio. Sostenimiento. Consiste en la instalación o aplicación de elementos de apoyo activo y pasivo en toda la longitud del túnel con el propósito de minimizar las inestabilidades de la roca alrededor de la abertura de excavación. La combinación de estos elementos dependerá del tipo de roca que se requiera sostener. Concreto Lanzado. El concreto lanzado (también llamado shotcrete), es una mezcla de agua, cemento, aditivo, acelerante, elementos de refuerzo y agregados pétreos bien gradados (arena y grava) los cuales son aplicados neumáticamente y compactados dinámicamente a alta velocidad sobre una superficie. Para obtener un recubrimiento de concreto compacto y resistente su aplicación se debe realizar mediante la fuerza controlada del aire a presión. Este concreto debe cumplir con las siguientes especificaciones:

o Resistencia o Edad o Densidad

: 350 Kg/cm2 : 28 días : 2200 a 2400 Kg/m3

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El procedimiento para el lanzado de concreto es el siguiente: Trabajos Previos al Lanzado • Las superficies por cubrir con concreto lanzado deberán estar libres de todo material que pueda afectar la adherencia, en especial trozos de roca suelta, salpicaduras de aplicaciones previas, polvo, aceites, depósitos de hollín, vegetación u otros. • Las superficies que vayan a cubrirse deberán de limpiarse enérgicamente utilizando un chorro de agua con aire a presión y además si se requiere, de medios mecánicos. Antes del lanzado de concreto las superficies deben estar limpias y húmedas. • En la media que sea posible, las filtraciones en los túneles deberán ser captadas y desviadas para reducir al mínimo el flujo de agua en la superficie a recubrir. Cuando se trate de sostenimiento de avance en excavaciones que requieren sostenimiento inmediato, se permitirá la aplicación de concreto sobre superficies que presenten afloramiento de agua, las cuales serán controladas posteriormente. • Se deberá instalar varillas guías sobre la superficie por recubrir, de tal manera que queden fijas y no se muevan aún bajo el golpe del concreto lanzado. Estas varillas tendrán la finalidad de servir como referencia del espesor colocado. Las varillas tendrán un diámetro mínimo de cuatro (04) milímetros y su longitud será determinada de acuerdo al espesor a colocar. • El área de trabajo deberá estar iluminado. Trabajos Durante el Lanzado • Para la preparación del concreto se utilizará una mezcladora eléctrica donde se depositará los materiales necesarios en la proporción requerida. • Para dosificar el agregado se utilizará cubetas de madera de 1 y 2 pies3, para el agua, aditivo y acelerante se utilizará depósitos graduados, del mismo modo para la fibra de acero. • La alimentación de la máquina lanzadora (shotcretera) se realizará con la ayuda del scooptram, el cual transportará el concreto desde la mezcladora. • El aire a presión y el acelerante se incorpora por la boquilla por donde se lanza la mezcla de concreto, la dirección de la boquilla debe de

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conservarse perpendicular a la superficie de aplicación para disminuir el porcentaje de rebote.

F.4 – Ángulo de Lanzado

• La distancia de la boquilla al frente de aplicación puede fluctuar entre 0.60 a 1.20 mts distancia que será definida en las pruebas de lanzado, el movimiento de la boquilla deberá de ser circular durante la aplicación del concreto.

F.5 – Movimiento Circular de Lanzado

• El proceso de lanzado se debe iniciar desde las partes bajas, continuando posteriormente con las superiores para evitar acumulaciones del material de rebote. • El espesor de la capa de concreto lanzado será de acuerdo al tipo de roca, el mismo que está indicado en los planos de sostenimiento.

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Pruebas de lanzado Con suficiente anticipación al inicio de los trabajos, se realizaran pruebas del lanzado de concreto sobre sitios representativos de la masa rocosa, con el fin de verificar lo siguiente: • Que el equipo es adecuado para los trabajos de lanzado de concreto y de velocidad requerida para cumplir con el programa de obra. • Que el personal está calificado para realizar esta actividad. • El concreto lanzado sobre la roca y los tableros de prueba (ensayados en laboratorio), debe alcanzar la resistencia esperada a los 28 días. • Las pruebas de lanzado deberán hacerse con la presencia del Supervisor. • La obtención de las probetas se realizará en la zona de las obras, en las posiciones requeridas durante la aplicación. • Las probetas no serán removidas de su posición de lanzado sino hasta tres horas después del lanzado. Luego de este tiempo serán trasladados al laboratorio para la obtención de las primeras probetas para el ensayo de compresión. • Las probetas para ensayo de resistencia a la compresión serán obtenidas con el empleo de un equipo para obtener de núcleos con brocas diamantadas mediante perforación rotatoria. • Las probetas así obtenidas se almacenarán en cámara donde se mantenga una humedad y temperatura constante.

F.6 – Toma de Muestra

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Perno de Anclaje. Es un tipo de sostenimiento activo, fabricado con varillas de fierro corrugado de 1”Ø, el cual tiene un extremo biselado y el otro roscado, el perno es confinado en el interior del taladro por medio un elemento cementante (cartuchos de resina y lechada de cemento). Este perno estará provisto de una platina y tuerca como elementos de apoyo a la roca. Este perno debe cumplir con las siguientes especificaciones:

o o o o

Diámetro Longitud Norma Tensión

: : : :

1 pulgada. 2.00, 2.40 y 3.00 mts. ASTM A-36 24 Tm (máxima)

El procedimiento para la instalación del perno de anclaje es el siguiente: Trabajos Previos a la Perforación • Inspeccionar la superficie a sostener, verificando que el shotcrete preventivo sea el correcto. • Realizar el pintado de la malla de perforación para ubicar las perforaciones a realizar, de acuerdo a cada tipo de roca. • Si el empernado es puntual, previa autorización de la supervisión, se debe marcar las zonas donde se va instalar dichos pernos. • El perno se colocará perpendicularmente a la superficie de la roca. Trabajos Durante la Instalación • Una vez definido el patrón de los pernos se iniciará los trabajos de perforación, el diámetro de las perforaciones será de 37mm y al profundidad de 2.00 ó 2.40 mts, de acuerdo al tipo de roca. • Terminada la perforación del taladro, usando la canastilla acoplada al brazo del jumbo, se debe limpiar el interior del taladro con la ayuda de cucharillas y/o agua presurizada y/o aire comprimido, para remover los fragmentos de rocas suelta y polvo. Especialmente en esta actividad el operario utilizará obligatoriamente los anteojos de seguridad, así como el resto del EPP. • Se introduce en el taladro dos cartucho de resina rápida y se coloca la barra de acero la cual es introducida al interior del taladro por accionamiento de rotación y avance del brazo del jumbo (con el fin de mezclar el catalizador y la resina generando el fraguado) hasta lograr su posición final.

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• Luego se rellena el taladro con lechada de cemento empleando una bomba de inyección, se introduce una manguera hasta el fondo de la perforación, la manguera se retira paulatinamente a medida que el mortero vaya fluyendo y rellenando la perforación. Luego se acuña el taladro para el fraguado de la mezcla. • Las platinas se instalarán una vez instalado el perno o después de colocada la malla de refuerzo, estas platinas deberán estar en contacto directo con la roca. Pruebas de Arranque • Los pernos de anclaje deberán ser sometidos a pruebas de arranque, después de un periodo mínimo de siete (07) días de haber sido instaladas. • La carga de prueba máxima no excederá el 80% de la resistencia mínima de la barra. Se utilizará gata hidráulica y una bomba manual para aplicar la carga al perno de anclaje. • La barra se someterá a prueba de esfuerzo a la tracción y se mantendrá como mínimo dos (02) minutos y de allí se medirá los desplazamientos si lo hubiere. • Los pernos que fallen dentro de los dos minutos indicados, deberán ser removidos o cortados al ras de la excavación y reemplazados por otros.

F.4 – Isometría Perno de Anclaje

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Malla Electro soldada. Consiste en una cuadricula conformado con alambre los cuales están soldados en sus intersecciones, la malla es utilizada como refuerzo del concreto lanzado y para prevenir la caída de rocas actuando como sostenimiento de la superficie excavada. La malla deberá ser fijada a la roca mediante grapas de fierro de 3/8”Ø x 0.30 mts o mediante alambres auxiliares colocados especialmente con este propósito en los extremos sobresalientes de los pernos de anclaje, el colocado de la malla será realizará en todo el perímetro de la sección (excepto el piso) y solamente en roca tipo III. Esta malla deberá cumplir con las siguientes especificaciones: o Abertura de la Malla : 4” x 4” o Diámetro del Alambre : #08 o Material del Alambre : Fierro Negro El procedimiento para el colocado de la malla es el siguiente: • Acomodar o moldear la malla de acuerdo al contorno de la superficie rocosa, empleando para ello las grapas de fierro corrugado colocadas en perforaciones de 0.40 mts de profundidad. Estas grapas serán fijadas a presión en las perforaciones utilizando una comba de 8 libras. • Eventualmente se podrá fijar la malla con la misma platina del perno de anclaje, si este aún no ha sido instalado. • Se podrán realizar cortes en la malla empleando una cizaya, los traslapes entre paños de malla será como mínimo de 20 cm (o dos cuadrados de malla), los traslapes deben ser amarrados con alambre #16, para evitar el desprendimiento de trozos de roca. • Ya que la malla actúa como refuerzo del concreto lanzado, esta no debe quedar expuesta, estará completamente embebida en el concreto. • La malla deberá quedar fija en la superficie del túnel, de manera tal que se evite al máximo su desplazamiento.

Fijación de la malla electro soldada

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Cimbra Metálica Perfil “H”. Es un elemento de sostenimiento pasivo, conformado por arcos y parantes metálicos fabricados con perfiles de acero tipo “H”. La cimbra estará conformada por el empalme o la unión empernada de cuatro cuerpos, dispuestos de la siguiente manera:

3

4

1

2

F.6 – Detalle Cuerpos de la Cimbra

Este sistema de sostenimiento continuo demanda además de otros accesorios metálicos los cuales permiten el empalme, anclaje, encribado y topeado del mismo con el fin de transferir uniformemente las cargas sobre ella. Bajo cargas excéntricas la cimbra se vuelve ineficiente y estará expuesta a esfuerzos de torsión (ver detalle de la cimbra en Apartado: Secciones y Detalles del Proyecto). La cimbra deberá cumplir con las siguientes especificaciones:

o Perfil o

Norma Técnica

: W 6” x 20 Lib/pie : ASTM-A36

El procedimiento para la instalación de las cimbras es el siguiente: • Se inicia con el marcado topográfico para determinar la dirección y el nivel donde será ubicada la cimbra. • Se procede a la remoción de sobresalientes existentes en los hastíales y piso de la sección, así mismo se realiza perforaciones para el anclaje de la cimbra y las patillas para los dados de concreto. • Los postes o patas de la cimbra son presentados de forma manual apoyados sobre los dados de concreto, una vez posicionados se coloca el arco de la bóveda (3er y 4to cuerpo ya empalmados) con

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apoyo del scooptram, se alinea con respecto a los postes y se empernan de forma inmediata. • Se asegurar la cimbra con los distanciadores. Con plomada y/o nivel se verifica que las patas se encuentren completamente verticales. • Introducir en las perforaciones previas cancamos en forma de bastón, luego se procede a soldar el cancamo en la pestaña interior de la cimbra. • El topeado de las cimbras contra el macizo rocoso es esencial para permitir la trasferencia uniforme de las cargas sobre las cimbra. El elemento de topeo será el bolsacreto. • Para el encribado de las cimbras se empleará las planchas colaborantes las cuales tendrá un traslape de 10 cm en vertical y una onda en horizontal, detrás de estas (hacia el lado del macizo) se deben rellenar los espacios con material de excavación. No es recomendable dejar espacios entre el marco de sostenimiento y el terreno (los llamados puntos blandos) pues existe una mayor posibilidad de la deformación de arco.

F.7 – Elementos de Sostenimiento en Cimbras

Planchas Colaborantes. Estas planchas son elaboradas con láminas de acero estructural mediante un proceso de rolado al frío para obtener la geometría requerida.

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Actúa como acero de refuerzo que permite contrarrestar los esfuerzos de compresión al redistribuir uniformemente las cargas sobre las cimbras, sirve como encofrado para recibir el impacto del concreto lanzado definiendo la geometría de la sección excavada y se desempeña como elemento de protección (guarda cabeza) al proporcionar un ambiente de trabajo seguro al interior del túnel. Esta plancha deberá cumplir con las siguientes especificaciones:

o Longitud o Ancho Nominal o Peralte o

Norma Técnica

: 1200 mm. : 600 mm : 40 mm : ASTM-A36

El procedimiento para la instalación de las cimbras es el siguiente: • Luego del montaje y posicionamiento de la cimbra metálica se procede al recubrimiento del espacio entre ellas (encribado). • Se coloca la plancha de acero sobre el techo y hastíales de la cimbra, fijándolas a ellas con puntos de soldadura. • Entre plancha y plancha debe existir un traslape, este será de 10 cm transversal a la sección y una onda longitudinal.

Cimbra Metálica

Plancha Acanalada

Planchas Acanaladas