Libro Q de Barton.

Nick BARTON y Eystein GRIMSTAD. NORWEGIAN GEOTECHNICAL INSTITUTE.EL SISTEMA Q PARA LA SELECCIÓN DEL SOSTENIMIENTO EN EL MÉTODO NORUEGO DE EXCAVACIÓN DE TÚNELES 1. INTRODUCCIÓN Con una superficie de 323.000 km2 y una población de tan sólo 4 millones de habitantes (lo que supone la densidad de población más baja de Europa), Noruega posee un nivel de construcción de túneles absolutamente inusual. Durante los últimos ocho años, se vienen excavando en dicho país más de 4 millones de m3 de roca anuales de túneles y cavernas. Algunas de estas obras constituyen hitos importantes en el campo de las obras subterráneas, como la Caverna Olímpica de Gjøvik, de 62 m de luz, Fig. 1, los Proyectos Hidroeléctricos de Statkraft’s Svartisen y Ulla Førre, el túnel submarino de Byfjord (de 5,8 km de longitud) o los túneles gemelos de Oslo. Figura 1.Vista general de la Caverna Olímpica de Gjøvik, en Noruega. Page 1 of 41 El sistema Q para la selección del sostenimiento en el método Noruego de excavación de túneles El sector de la excavación de túneles en Noruega se fundamenta en la experiencia acumulada durante años tanto por empresas adjudicatarias de las obras (Selmer A/S, A/S Veidekke, Entrepenørservice A/S, Statkraft, etc.) como por una serie de empresas consultoras (Norconsult, Norpower, Berdal Strømme, Grøner, Noteby, Fortifikasjon, Geoteam, SINTEF, y NGI, principalmente), encargadas de prestar asesoramiento técnico a las empresas en procesos de investigación, diseño y preparación de ofertas para distintas obras subterráneas. La utilización del hormigón proyectado con fibras de acero aplicado por vía húmeda, así como la clasificación geomecánica cuantitativa de los macizos son dos características comunes a todos los proyectos noruegos de obras subterráneas, constituyendo los pilares básicos de lo que se ha dado en llamar como Método Noruego de Excavación de Túneles (MNT). En la Fig. 2 se representa gráficamente las etapas típicas de este método. Figura 2. Fases de trabajo en el Método Noruego de Excavación de Túneles. Page 2 of 41 El sistema Q para la selección del sostenimiento en el método Noruego de excavación de túneles La clasificación cuantitativa del macizo rocoso se basa en el denominado Sistema Q, que es un sistema de clasificación de las rocas basado en el índice Q, desarrollado por Barton en 1974, a partir de un conjunto de datos procedentes de distintos casos reales, en los que se contrastó la calidad de las rocas existentes y los sostenimientos aplicados en las distintas obras. El índice Q se popularizó rápidamente, llegando en la actualidad a constituir una referencia esencial, junto con el índice RMR de Bieniawski, en el diseño de toda obra subterránea. En 1994, 20 años después de su creación, se realiza la última actualización del Sistema Q, basada en las correlaciones empíricas entre el espesor de hormigón proyectado, el espaciamiento entre bulones y la calidad del macizo rocoso de un total de 1.050 nuevos casos registrados, procedentes en su mayoría de los principales túneles de carreteras construidos durante los últimos diez años. 2. EL SISTEMA Q DE CLASIFICACIÓN DE LOS MACIZOS ROCOSOS Después de un extenso período de ensayos y tanteos ejecutados en el año 1973, se consideraron finalmente un total de seis parámetros y un conjunto de categorías dentro del Sistema Q. De acuerdo con este sistema de clasificación, la calidad del macizo rocoso puede definirse mediante la expresión: El rango de valores numéricos que puede tomar el índice Q de calidad de la roca oscila entre 0,001 (excepcionalmente mala) y 1.000 (excepcionalmente buena). Los seis parámetros pueden estimarse a partir de la cartografía geológica de la zona y de la descripción de los testigos procedentes de los sondeos de investigación, pudiendo verificarse, o bien corregirse, posteriormente, durante la excavación. Los seis parámetros vienen definidos en la Tabla 1. TABLA 1. Definición de los parámetros que forman el índice Q de calidad de la roca. RQ D Jn Jr Ja Jw SRF Índice de fracturación. Índice de diaclasado. Índice de rugosidad de la discontinuidad. Índice de alteración o relleno de la discontinuidad. Factor de reducción por la presencia de agua o filtraciones a través de las discontinuidades. Factor representativo de las condiciones tensionales de la roca. Medida del tamaño de bloque. Medida del ángulo de fricción entre bloques. Medida de las tensiones efectivas. El amplio rango de valores que puede tomar el índice Q (seis órdenes de magnitud) constituye una característica muy importante del Sistema Q y refleja la variación en la Page 3 of 41 El sistema Q para la selección del sostenimiento en el método Noruego de excavación de túneles calidad de la roca de manera probablemente más rápida que mediante la escala lineal del índice RMR. Debido a esta característica, se logra de manera más fácil la correlación con el resto de parámetros físicos de la roca. La calidad del macizo rocoso, Q, se correlaciona con el sostenimiento instalado, de forma que los resultados obtenidos con esta correlación se resumen en tablas detalladas, Tabla 2, o simplificadas, tal y como se muestra en la Fig. 7. TABLA 2. Tablas de valores de los seis parámetros característicos del sistema Q (Barton, Grimstad; Actualización 1994). Zona arenosa, de gravas o triturada con un J espesor suficiente para impedir el contacto 1,0 entre las dos caras de la discontinuidad. Notas: i) Si el espaciado de la principal familia de discontinuidades es superior a 3 m, se debe aumentar el índice Jr en una unidad. ii) En el caso de diaclasas planas perfectamente lisas que presenten lineaciones, y que dichas lineaciones estén orientadas según la dirección de mínima resistencia, se puede utilizar el valor Jr = 0,5. 1. Calidad del testigo RQD (Rock Quality RQD (%) Designation) A Calidad Muy Mala. 0 - 25 B Calidad Mala. 25 - 50 C Calidad Media. 50 - 75 D Calidad Buena. 75 - 90 E Calidad Excelente. 90 - 100 Notas: i) Cuando se obtienen valores del RQD inferiores a 10 (incluyendo el 0), se toma un valor nominal de 10 para calcular el índice Q. ii) Los intervalos de 5 unidades para el RQD, es decir, 100, 95, 90, etc., tienen suficiente precisión. 2. Índice de diaclasado Jn Roca masiva, sin diaclasar o con fisuración A 0,5 - 1,0 escasa. B Una familia de diaclasas. 2 C Una familia y algunas diaclasas aleatorias. 3 D Dos familias de diaclasas. 4 E Dos familias y algunas diaclasas aleatorias. 6 F Tres familias de diaclasas. 9 G Tres familias y algunas diaclasas aleatorias. 12 Cuatro o más familias, diaclasas aleatorias, H 15 roca muy fracturada, roca en terrones, etc. J Roca triturada, terrosa 20 Notas: i) En intersecciones de túneles, se utiliza la expresión (3 @Jn). ii) En las bocas de los túneles, se utiliza la expresión (2@Jn). 3. Índice de rugosidad de las discontinuidades Jr Mr 4. Índice de alteración de las Ja aprox. discontinuidades a) Contacto entre los planos de la discontinuidad (sin minerales de relleno intermedios). Discontinuidad cerrada, dura, sin A reblandecimientos, impermeable, 0,75 cuarzo. Planos de discontinuidad inalterados, 25º B 1,0 superficies ligeramente manchadas. 35º Planos de discontinuidades ligeramente alterados. Presentan minerales no 25º C 2,0 reblandecibles, partículas arenosas, 30º roca desintegrada libre de arcillas, etc. Recubrimientos de arcillas limosas o 20º D arenosas. Fracción pequeña de arcilla 3,0 25º (no blanda). Recubrimientos de arcillas blandas o de baja fricción, es decir, caolinita o mica. 8º E También clorita, talco, yeso, grafito, etc., 4,0 16º y pequeñas cantidades de arcillas expansivas. b) Contacto entre los planos de la discontinuidad ante un desplazamiento cortante inferior a 10 cm (Minerales de relleno en pequeños espesores). Partículas arenosas, roca desintegrada 25º F 4,0 libre de arcillas, etc. 30º Fuertemente sobreconsolidados, con rellenos de minerales arcillosos no 16º G 6,0 blandos (continuos, pero con espesores 24º inferiores a 5 mm). Sobreconsolidación media o baja, con reblandecimiento, rellenos de minerales 12º H 8,0 arcillosos (continuos, pero de espesores 16º inferiores a 5 mm). Rellenos de arcillas expansivas, es decir, montmorillonita (continuos, pero con espesores inferiores a 5 mm). El 6º - 12º 8 - 12 J valor de Ja depende del porcentaje de partículas con tamaños similares a los de las arcillas expansivas. a) Contacto entre las dos caras de la discontinuidad. b) Contacto entre las dos caras de la discontinuidad ante un desplazamiento cortante inferior a 10 cm. A Diaclasas discontinuas. 4 B Diaclasas onduladas, rugosas o irregulares. 3 C Diaclasas onduladas, lisas. 2 D Diaclasas onduladas, perfectamente lisas. 1,5 E Diaclasas planas, rugosas o irregulares. 1,5 F Diaclasas planas, lisas. 1,0 G Diaclasas planas, perfectamente lisas. 0,5 Nota: i) Las descripciones se refieren a caracterizaciones a pequeña escala y escala intermedia, por este orden. c) No existe contacto entre las caras de la discontinuidad ante un desplazamiento cortante. Zona que contiene minerales arcillosos con un H espesor suficiente para impedir el contacto de 1,0 las caras de la discontinuidad. Page 4 of 41 20 de las arcillas).El sistema Q para la selección del sostenimiento en el método Noruego de excavación de túneles c) No se produce contacto entre los planos de la discontinuidad ante un desplazamiento cortante (rellenos de mineral de gran espesor).2 . 5.1 . Fn@tan-1 (Jr/Ja)). y J.5 2. con B lavado ocasional de los rellenos de las discontinuidades. 13. (Continuación). Si se acometen medidas de drenaje. tanto por la orientación de las mismas como por su resistencia al corte (esta resistencia puede evaluarse mediante la expresión: J . Zonas o bandas de roca desintegrada o K triturada y arcillas (ver clases G. TABLA 2. E. antes de que se desarrollara el sostenimiento con S(fr). se demuestra que los únicos cambios que se han realizado desde 1974 están relacionados con el factor SRF (Tabla 2.0. puede incrementarse el valor de Jw. de forma localizada. D. H. Nota: Los valores expresados para los parámetros Jr y Ja se aplican a las familias de diaclasas o discontinuidades que son menos favorables con relación a la estabilidad. Véase también la Nota iv en Tabla 2. puedan ser incluidos también en el diagrama de sostenimiento del Sistema Q (a través de la asignación de valores altos para el factor SRF).05 persistente. sin disminución apreciable. A través del estudio detallado de los rangos de valores de los parámetros proporcionados en la Tabla 2.2.24º ó para la descripción de las condiciones R 13 . Presión de agua (kg/cm2) <1 1 . Afluencia importante o presión alta C en rocas competentes con discontinuidades sin relleno. M y N y la columna F2/Fc. produciendose un lavado D considerable de los rellenos de las diaclasas. Zonas o bandas de arcillas limosas o N arenosas. Afluencia o presión medias. lo que no era posible en 1974. Afluencia excepcionalmente alta o presión elevada de carácter F > 10 0.66 0. Zonas o bandas continuas de arcilla. condiciones de rocas deformables o con propensión a la fluencia).5 . H. Notas: i) Los valores de las clases C.33 Page 5 of 41 .5 E Afluencia.1 realizar las voladuras. El sostenimiento consistente en hormigón proyectado con refuerzo de fibras de acero y bulonado sistemático. Afluencia importante o presión alta.0 0. con pequeñas fracciones de 5. y F son meramente estimativos. de O 10. Condiciones tensionales de la roca (Stress Reduction Factor) SRF 2.5 . Factor de reducción por la presencia de agua Excavaciones secas o pequeñas A afluencias. Estas correcciones y ampliaciones se han añadido para que los casos de rotura violenta de la roca en lajas por descostramiento (slabbing) y los fenómenos de estallido de rocas (rock bursting). 6. casos L.10 Jw 1. parte 6c. decreciendo con el tiempo.0 arcillas no reblandecibles. P 6º . 8. inferiores a 5 l/min. normalmente experimentados en rocas masivas. parte 6b: problemas tensionales de la roca. expresado simbólicamente mediante la notación S(fr)+B. ó L 6º .10 0. ii) No se han considerado los problemas especiales derivados de la formación de hielo. se utiliza actualmente como sostenimiento en ambos casos. espesor grueso (ver clases G.12 M de las arcillas). excepcionalmente alta o presión elevada en el momento de > 10 0.0.24º para la descripción de las condiciones 8 . y J 6. conteniendo arcilla o rocas C desintegradas químicamente (profundidad de la 2. c) Rocas deformables: flujo plástico de roca incompetente sometida a altas presiones litostáticas.0.5 m). diaclasas abiertas.10 10 . Zonas débiles aisladas. Zonas de fractura aisladas en roca competente F (libre de arcillas) (profundidad de excavación > 50 2. Múltiples zonas débiles.01 J condiciones tensionales 1 10 0. R Presión de expansión suave. iii) En aquellos casos en los que la profundidad de la clave del túnel es menor que la anchura de la excavación.4 0. se disminuye el parámetro Fc hasta 0.50 0.01 2.5 L roca después de 1 hora en 5-3 5 . O Presión de d P Presión de d Nota: iv) Los roca (Sing del m expr dens d) Rocas expansivas: actividad expansiva química dependiendo de la presencia de agua. se tomará en vez de Fc el valor 0. en terrones. 5 .15 F 2 /F c SRF Page 6 of 41 . (a cualquier 5.1 50 . Estallidos violentos de la roca (deformación 200 N explosiva) y deformaciones <2 >1 400 dinámicas inmediatas en rocas masivas.0 profundidad). Si F1/F3 > 10. y F2 es la tensión tangencial máxima (estimada a partir de la teoría de la elasticidad).El sistema Q para la selección del sostenimiento en el método Noruego de excavación de túneles a) Las zonas débiles intersectan a la excavación.3 . conteniendo arcilla o roca 5 B desintegrada químicamente (profundidad de la excavación # 50 m). diaclasas > 200 < 0. pudiendo producirse desprendimientos de roca a medida que la excavación del túnel va avanzando. Lajamiento y estallido de la M roca después de algunos 3-2 0.5 abiertas. fuertemente G fracturado. roca de contorno muy 10 suelta (a cualquier profundidad). estructura muy compacta.5 0. roca de contorno suelta (a 7.5 excavación > 50 m). b) Rocas competentes. se sugiere aumentar el valor del factor SRF entre 2.5 cualquier profundidad).3 favorables. Terreno suelto. Múltiples zonas de fracturas en roca competente D (libres de arcillas). Tensiones elevadas. Zonas débiles aisladas.5 y 5 unidades (véase clase H).5 . Nota: i) Se reducen los valores expresados del SRF entre un 25-50 % si las zonas de fracturas sólo ejercen cierta influencia pero no intersectan a la excavación. problemas tensionales en las Fc/F1 F 2 /F c SRF rocas.5AFc. Lajamiento moderado de la 0. donde Fc es la resistencia a compresión simple.65 rocas masivas.200 minutos en rocas masivas. Normalmente favorable para K 10 . S Presión de expansión intensa. Tensiones pequeñas cerca H de la superficie.0 m). Notas: ii) Si se comprueba la existencia de campos tensionales fuertemente anisotrópicos: cuando 5#F1/F3#10.65 . Zonas de fractura aisladas en roca competente E (libre de arcillas) (profundidad de excavación # 50 5. respectivamente. conteniendo arcilla o roca A desintegrada químicamente.75AFc. F1 y F3 son las tensiones principales mayor y menor. Tensiones medias.2 la estabilidad. etc. puede ser desfavorable para la estabilidad de los hastiales. 200 0. u otro tipo de alternativas. Cuanto más a la derecha aparezcan los histogramas mejor será la calidad de la roca que representan. Page 7 of 41 . el sistema basado en el Nuevo Método Austríaco de Túneles (NMAT). Este gráfico es muy práctico para resumir los datos obtenidos in situ. Este gráfico de datos contiene los valores de los parámetros básicos descritos en la Tabla 2. o cuando se evalúa el índice Q a partir del análisis de testigos de sondeos.El sistema Q para la selección del sostenimiento en el método Noruego de excavación de túneles 3. por ejemplo en un túnel. Las funciones de distribución estadísticas aparecen con bastante rapidez y confirman la elección particular del método de sostenimiento a aplicar en la excavación. es la que se muestra en la Fig. peores son las condiciones. es decir. 3. mientras que cuanto más a la izquierda se sitúan. EL CÁLCULO DEL ÍNDICE Q EN LA PRÁCTICA Una manera adecuada de registrar los parámetros que definen el índice Q cuando se realiza la toma de datos a pie de obra. el sistema empleado en el Método Noruego de Túneles (MNT). 4. Gráfico de registro de datos que refleja los resultados estadísticos de los parámetros del índice Q. La forma recomendada de aplicar el Sistema Q dentro del Método Noruego de Túneles (MNT) consiste en diseñar el sostenimiento en función del avance (design-as-you-drive).El sistema Q para la selección del sostenimiento en el método Noruego de excavación de túneles Figura 3. lo cual requiere un registro geológico-ingenieril sobre las condiciones de excavación antes de aplicar el hormigón proyectado. Los dos túneles mostrados Page 8 of 41 . En este caso. S(fr). Estos datos son anteriores a 1980. no fue comercializado en Noruega hasta 1978. es conveniente utilizar un registro gráfico como el que se muestra en la Fig. Se puede observar que las recomendaciones de sostenimiento permanente proporcionadas en la parte izquierda de la figura se componen de S(mr)+B. El hormigón proyectado reforzado con fibras. Figura 4.7 m de sección. de 10 m × 16. y al túnel submarino de desagüe de Bjerkås (derecha). 4. 1980). los parámetros del índice Q..El sistema Q para la selección del sostenimiento en el método Noruego de excavación de túneles pertenecen a una galería de alimentación del Proyecto Hidroeléctrico de Ulla-Førre (izquierda). Ejemplos de gráficos de túneles para registrar las estructuras principales. y las recomendaciones de sostenimiento temporal y permanente (Barton et al. de 4 m de anchura. EL FACTOR DE TENSIONES SRF Page 9 of 41 . con objeto de proporcionar un valor del índice Q que se correlacione adecuadamente con el moderno sostenimiento de rocas mostrado en la Fig. Page 10 of 41 . el parámetro SRF tiene que clasificarse a través de la observación del comportamiento de la roca y razonamientos realizados por ingenieros expertos. En aquellos países donde el nivel de tensiones se mide rara vez en los proyectos de túneles. el nivel de tensiones principales máximas para el macizo virgen.1. en 1974. este problema era tratado en una nota suplementaria que daba las instrucciones necesarias sobre cómo aplicar el sostenimiento en zonas de rocas con desprendimientos violentos de lajas y bloques (spalling) o fenómenos de estallidos (rock burst). es posible predecir teóricamente la tensión de formación y expulsión violenta de bloques y la probabilidad de producirse estallidos en rocas duras o fenómenos de fluencia en rocas blandas. se ha utilizado como base para correlacionar las tensiones tangenciales máximas. Estas variaciones se produjeron debido al hecho de que las rocas masivas duras sometidas a altas tensiones requieren mucho más sostenimiento que el recomendado para el valor del índice Q correspondiente. Siempre que sea posible. Algunos de los túneles referidos aquí están incluidos dentro de los 1. pero un uso extensivo de S(fr): un producto desconocido cuando se publicó por vez primera el Sistema Q. en los que se llevaron a cabo numerosas medidas de tensiones y una amplia labor de testificación en laboratorio de las propiedades de las rocas. el factor SRF debe estimarse a partir de la relación entre la tensión tangencial y la resistencia a compresión simple.050 nuevos casos en los que el sostenimiento instalado en la roca fue correlacionado con los valores medidos del índice Q. Estos ochos casos han sido descritos con más detalle por Grimstad (1984). El factor SRF en rocas duras La actualización del Sistema Q de 1974 se ha producido en varias etapas durante los últimos años. El rango de valores del factor SRF en rocas afectadas por tensiones elevadas es difícil de estimar mediante observaciones visuales. En el Sistema Q original de 1974. mediante un espaciamiento suficientemente pequeño de bulones de roca de anclaje puntual y placas de reparto de forma triangular. en 1. Si se conocen las condiciones tensionales y la resistencia a compresión de la roca. Fc.050 casos de túneles en los que se ha basado la actualización del Sistema Q. en la actualidad. Los parámetros originales del Sistema Q no han cambiado. 7. F1. la resistencia a compresión. Se encontró que la reducción de la relación Fc/F1 corresponde de forma muy aproximada con aumentos en la relación F2/Fc. F2. y el sostenimiento aplicado.El sistema Q para la selección del sostenimiento en el método Noruego de excavación de túneles 4. Recientes experiencias en túneles excavados en rocas duras y sometidos a altas tensiones incluyen una menor densidad de bulonado. y se basa. con altas tensiones y rocas duras masivas (sin fracturar). el valor máximo del factor SRF tiene que aumentarse desde 20 hasta 400. La actualización del Sistema Q ha demostrado que en los casos más extremos. El conjunto de datos procedente de ocho proyectos de túneles. pero algunos de los rangos del factor de tensiones SRF sí se han visto alterados. tal y como muestra la Tabla 3. 3 . Más aún. Con el fin de facilitar posteriormente la determinación del factor SRF. SRF (antiguo ) 2.0 10 .65 1.5 1 SRF (actual) 2.15 15 .10 F2/Fc < 0.5 1 NIVEL TENSIONAL Tensiones pequeñas.01 0.65 0.01 0. Descostramiento moderado (Slabbing) después de 1 hora en rocas masivas.2 5-3 3-2 <2 5-9 9 . cerca de la superficie. condiciones tensionales favorables. favorable para la estabilidad. Valores aproximados del SRF en función de las relaciones tensiónresistencia. quizás desfavorable para la estabilidad de los hastiales. Normalmente. la forma de los bloques desprendidos de la roca.5 0. Tensiones elevadas.20 5 . tal y como se observa en la Fig. no se observaron problemas tensionales reales en zonas con fracturación intensa o en rocas prácticamente trituradas (es decir. se ha desarrollado un estudio en torno al sostenimiento instalado en zonas afectadas por tensiones elevadas. Tensiones medias. Descostramiento y estallidos de la roca (Rockburst) después de algunos minutos en rocas masivas. para valores bajos de la relación RQD/Jn). 5.4 0. TABLA 3.0. fracturas abiertas.5 .El sistema Q para la selección del sostenimiento en el método Noruego de excavación de túneles Tal y como se puede comprobar según la Tabla 3.0 > 1. informarán al observador acerca del nivel y la orientación de las tensiones.50 50 . algunas de las principales características de observación visual pueden utilizarse para determinar el nivel de tensiones. Fc/F1 > 200 200 . tanto si la expulsión de bloques se ve afectada por la orientación de la esquistosidad y la fracturación. Este conjunto de datos de campo se ha representado gráficamente en función de la relación entre el índice RQD y Jn.3 0.2 0. Como puede comprobarse.5 .200 200 400 Page 11 of 41 .5 0. Estallidos violentos de roca (tensión-estallido) y deformaciones dinámicas inmediatas en rocas masivas. como si no. estructura muy comprimida. Se distinguieron varios tipos de sostenimiento a instalar según el nivel de tensiones existente. El factor SRF en rocas blandas La fluencia de rocas es un fenómeno bien conocido por su frecuente aparición en zonas de rocas blandas. Singh (1993) confirmó que el fenómeno de fluencia o deformación progresiva puede ocurrir cuando el recubrimiento H (en metros) supera el valor (350@Q1/3). En el área sombreada de la Fig. En todos los casos. se han utilizado tradicionalmente bulones de roca solamente. la utilización de S(fr) tiene hoy en día una mayor difusión. 5. 4.2. el factor SRF y el sostenimiento empleado en rocas duras sometidas a tensiones elevadas. y disminuirse el espaciamiento entre bulones. incluso en zonas que presentan descostramientos o desprendimientos de bloques de importancia moderada. cuando se observe un incremento de las tensiones. El mismo autor también propuso que la resistencia a compresión del macizo rocoso puede definirse mediante la expresión: Page 12 of 41 . No obstante. el espesor de hormigón proyectado tiene que aumentarse.El sistema Q para la selección del sostenimiento en el método Noruego de excavación de túneles Figura 5. En los casos de tensiones de bajas a moderadas y fracturación de ligera a moderada. Relaciones entre RQD/Jn. y S(fr) y bulones de roca en túneles posteriores a 1980. la malla metálica y los bulones de roca se utilizaban principalmente en túneles anteriores a 1980. (. como pueda ser 0. estimados precisamente para los fenómenos de descostramiento y explosión en rocas duras masivas.1 y 1) implican un comienzo de las deformaciones a profundidades en torno a 160 m y 350 m. es decir. en el rango de 1 a 3 m) implican que la mayor concentración de tensiones se localiza bastante alejada de la periferia del túnel. y una densidad de roca. donde la resistencia de compresión efectiva del macizo rocoso está en torno a 4 MPa. lo que. Como en el caso de rocas duras masivas. En este punto. de 2. donde los valores de F2/Fc > 1 ya anuncian dificultades extremas debido a la proximidad de las altas tensiones a la periferia del túnel. en términos cuantitativos. No obstante. puede traducirse como cambios efectivos del módulo de deformación (Addis Page 13 of 41 . Parece más adecuado que. De gran interés son los estudios de estabilidad llevados a acabo por el NGI a partir de una serie de sondeos realizados sobre rocas débiles porosas. que han mostrado una tolerancia de los niveles tensionales entre 4 y 8 veces más alta de lo previsto según la teoría de la elasticidad y la utilización de la resistencia a compresión simple. por consiguiente.5 g/cm3. A esta profundidad. Esto se debe a la redistribución de tensiones y a los efectos de fracturación. que es el caso de las rocas duras elásticas.El sistema Q para la selección del sostenimiento en el método Noruego de excavación de túneles donde ( es la densidad de la roca. debido a los aumentos correspondientes que pueden esperarse en los valores de la resistencia de la roca (8 y 17. es poco adecuado aplicar los valores del factor nuevo SRF. Suponiendo un valor bajo del índice Q. la tensión tangencial puede estar también en torno a 4 MPa. entre 0.01. Dado que los macizos rocosos triturados o propensos a la fluencia tenderán a tener valores bajos del índice Q’ (hallado a partir de los cinco primeros parámetros) incluso antes de aplicar valores altos del factor SRF. se requieren más registros de casos antes de suministrar los valores específicos del factor SRF. Las grandes deformaciones que se producen en terrenos de fluencia extrema (a menudo. El macizo rocoso que está más fuertemente tensionado se encuentra en estado confinado y. que el comienzo del proceso de deformación se produce cuando F2 > Fc. Los valores de F2/Fc superiores a 1 se producen en la mayoría de los casos únicamente en condiciones de rocas blandas. tolera altos valores de la relación F2/Fc. la metodología expuesta anteriormente se presenta muy prometedora para la definición de relaciones entre el factor SRF y la relación F2/Fc. se apliquen valores en el rango de 5 a 10 cuando los ratios F2/Fc estén en el intervalo comprendido entre 1 y 5. pero blandas). Los valores altos del índice Q (es decir. para macizos rocosos propensos a la fluencia. mientras que los valores del factor SRF del orden de 10 a 20 serán aplicables cuando la relación F2/Fc sea superior a 5. las condiciones de fluencia pueden iniciarse para una profundidad del túnel de tan sólo 75 metros.5 MPa). respectivamente. rocas de carácter masivo. los valores altos del factor SRF pueden aplicarse en casos especiales de rocas blandas que presentan valores altos en la relación RQD/Jn (es decir. en g/cm3. y debe ser complementado mediante bulonado sistemático. una ligera capa de hormigón proyectado actuará como un anillo o un arco.. que será capaz de soportar grandes esfuerzos procedentes del macizo rocoso circundante. 1990). o arcos armados reforzados con hormigón proyectado. es decir. y la estimación del valor del índice Q se verá poco afectada por el método empleado (Løset. en túneles excavados mediante máquinas integrales si los valores de Jn y Jr/Ja son suficientemente adversos. por supuesto.El sistema Q para la selección del sostenimiento en el método Noruego de excavación de túneles et al. la aplicación de un espesor normal de hormigón proyectado (es decir. se reflejará automáticamente en la obtención de valores altos del índice Q en el rango medio de calidades de roca (es decir. En un túnel de carretera noruego que fue excavado inicialmente mediante TBM y posteriormente ensanchado en su parte inferior y en un lateral mediante perforación y voladura. o con escasa sobreexcavación en el otro. RECOMENDACIONES DE SOSTENIMIENTO SEGÚN EL SISTEMA Q ACTUALIZADO Page 14 of 41 .. INFLUENCIA DEL MÉTODO DE EXCAVACIÓN La diferencia entre un túnel excavado mediante perforación y voladura y otro excavado mediante máquinas tuneladoras es importante. con sobreexcavación en un caso. 1976 y Ward et al. Por otro lado. la necesidad de bulones para el sostenimiento de la roca aumentó un 77 %. En los túneles excavados mediante perforación y voladura. en los túneles excavados mediante maquinaria integral. 1983). la sobreexcavación también aparecerá. entre 5 y 10 cm) no proporciona sostenimiento estructural como en el caso del revestimiento clásico de hormigón. Sin embargo. si hay muchas familias de diaclasas con una baja resistencia a fricción. 1992). mientras que un túnel excavado mediante máquinas integrales es normalmente más regular y liso. con forma circular (cuando se excava con TBM) o semicircular (cuando se excava con minadores). Un túnel excavado mediante perforación y voladura será casi siempre irregular y la sobreexcavación obtenida vendrá determinada por las fracturas y/o los planos de estratificación. Este hecho ha sido ampliamente estudiado y probado en el Túnel Experimental del Sistema Hidráulico de Kielder (véase Ward y Hills. Q . 1992). y la cantidad prevista de hormigón proyectado aumentó en un 64 % (Løset. 6.30). 5. el macizo rocoso reaccionará de forma parecida ante excavaciones efectuadas mediante perforación y voladura o mediante TBM. Por debajo y por encima de este rango de valores. Cuando se está evaluando el valor del índice Q de la roca expuesta en una excavación realizada mediante TBM o minadores. la reducción de la necesidad de sostenimiento comparada con el método de perforación y voladura. 3 . es decir. se sobredimensionará el sostenimiento recomendado originalmente. Una galería de alimentación de una central hidroeléctrica lejana puede admitir caídas ocasionales de Page 15 of 41 . Actualización de 1986 del gráfico de diseño del Sistema Q para túneles y cavernas.. se tomará un menor valor del factor ESR. Fig. después de representar el índice Q y la anchura equivalente del túnel en un diagrama cartesiano Anchura-Índice Q. de forma que cuando se exija un mayor nivel de seguridad. La Fig.El sistema Q para la selección del sostenimiento en el método Noruego de excavación de túneles El modelo inicial de recomendaciones de sostenimiento a partir del Sistema Q. 1986). estaba dispuesto en forma de tablas. Estos factores también merecen ser estudiados cuando se utilizan los gráficos de diseño del Sistema Q actualizado. esto es. Figura 6. que data de 1974. 6 es una introducción muy adecuada al Sistema Q de diseño del sostenimiento. y el sostenimiento era seleccionado de entre 38 categorías de sostenimientos posibles. El parámetro ESR (que modifica el valor de la anchura real de la excavación) constituye un método para la modificación o integración del nivel de seguridad requerido en la obra. basado en los principios de sostenimiento permanente del MNT (Grimstad et al. 6. proporcionando la distribución aproximada de los métodos de sostenimiento final en función de la anchura equivalente del túnel y la calidad de la roca. Las pequeñas variaciones en el sostenimiento que aparecían dentro de una categoría dada eran función de los factores condicionantes RQD/Jn (tamaño relativo de los bloques) y Jr/Ja (fuerzas de rozamiento entre bloques). 2. Centrales eléctricas subterráneas.6 . Page 16 of 41 . C 1. o el caso de las propias centrales hidroeléctricas. túneles de acceso. en excavaciones más importantes como puedan ser túneles ferroviarios o de carreteras principales.1. o ESR = 0. Resumen actualizado de los valores recomendados para el factor ESR de determinación del nivel de seguridad. TABLA 4. emboquilles e intersecciones de túneles. galerías de avance en grandes excavaciones.5).1 E 0.0.1.2. instalaciones públicas y deportivas.5 en el caso de túneles submarinos para tuberías de gas. por ejemplo. 1. se pueden utilizar valores aún más bajos para este factor. aumento de los costes. Los valores inferiores a ESR = 1.El sistema Q para la selección del sostenimiento en el método Noruego de excavación de túneles piedras (se utilizará por tanto un factor ESR . Centrales nucleares subterráneas. Ocasionalmente. plantas de tratamiento de aguas. 7 constituye la actualización más reciente del Sistema Q.9 . etc.0). que aporta un porcentaje significativo o del P. ESR = 0.9 . y a menudo innecesario. así como en el caso de galerías y pozos mineros de carácter temporal (se utiliza un factor ESR . Cabe resaltar la especificación precisa del espesor de hormigón proyectado.3 D 0. Por otra parte.6 . túneles de carreteras secundarias y de ferrocarril. que se basa en abundantes datos procedentes de distintos casos registrados y la experiencia ingenieril adquirida. túneles piloto. túneles de carreteras primarias y de ferrocarril. túneles de centrales hidroeléctricas (excluyendo las galerías de alta presión). Galerías mineras permanentes.0 A B Labores mineras de carácter temporal.050 registros de nuevos casos procedentes de los principales túneles de carretera excavados últimamente en Noruega.8 en el caso de pabellones deportivos públicos.1. 2 . fábricas. de Noruega.0 pueden considerarse como muy conservadores y provocan un significativo.I. 0. estaciones de ferrocarril. se requerirán garantías absolutas para evitar la caída de piedras (se utiliza un factor ESR . túneles para tuberías principales de gas. Cavernas de almacenamiento.8 El gráfico de la Fig.5 .B.2 . tras realizar la síntesis de más de 1.1). refugios subterráneos para defensa civil. el espaciamiento entre bulones y la longitud de los mismos. cámaras de compensación hidroeléctrica. y muestra las recomendaciones de sostenimiento final. TIPO DE EXCAVACIÓN ESR 2-5 1. siempre que el tamaño de los bloques sea pequeño (RQD/Jn < 10). Espaciamiento entre bulones Se observará que el espaciamiento entre bulones es entre un 20 % y un 40 % mayor cuando se utiliza el hormigón proyectado que cuando se utilizan exclusivamente los bulones para roca. particularmente cuando está reforzado con fibras. El espesor típico de S (hormigón proyectado sin fibras) se situará entre 4 y 6 cm en los túneles más pequeños. donde el tamaño de los bloques (RQD/Jn) es limitado. 1993).1. basado en los principios de sostenimiento permanente del MNT (Grimstad y Barton. Actualización de 1993 del gráfico de diseño del Sistema Q para túneles y cavernas.El sistema Q para la selección del sostenimiento en el método Noruego de excavación de túneles 6. 7 consiste en bulones de roca y hormigón proyectado sin reforzar.2. Figura 7. El efecto arco del hormigón proyectado. es obvio. 6. Espesor del hormigón proyectado El refuerzo de Clase 4 mostrado en la Fig. No Page 17 of 41 . por supuesto. Las clases de refuerzo 5. Page 18 of 41 . RRS). una ventaja en macizos rocosos de calidad extremadamente mala.001 y 0. que poseen valores típicos del índice Q en el intervalo de 0. en general. 8. tal y como los incluidos en esta clase. La utilización de paraguas por delante del frente y la vigilancia de la convergencia supondrán. En estos casos se aplicarán los espaciamientos entre bulones proporcionados por la diagonal superior del gráfico. 6 y 7 consisten en la aplicación de S(fr) con espesores que varían entre 5 y 15 cm. Tal y como muestra la Fig. notablemente más reducido. En estas clases de macizos rocosos que manifiestan una deformación significativa. de forma que se ajuste convenientemente al problema. se debe hacer especial hincapié en la ventaja que supone seleccionar un índice de dureza apropiado para el S(fr). del orden de 30.El sistema Q para la selección del sostenimiento en el método Noruego de excavación de túneles obstante. serán necesarios cuando el espesor normal de S(fr) sea insuficiente para soportar las cargas. incluso cuando el índice de calidad de la roca Q presente valores elevados. en grandes excavaciones con alturas significativas de los hastiales.3. el refuerzo RRS es un método extremadamente flexible en el que el espesor y espaciamiento de los arcos puede variarse según las necesidades. El contraste en lo que respecta al control del terreno cuando se utiliza el sistema RRS en lugar de las cerchas de acero de forma regular y cerchas acuñadas es bastante claro. Lo mismo puede aplicarse a la siguiente clase de sostenimiento: el sistema de arcos RRS. o si la forma del hueco excavado mediante voladuras es muy irregular y tiene que conseguirse un perfil más circular con el objetivo de sostener la roca.1. combinado con bulonado sistemático. señalados como refuerzo de Clase 8. Arcos armados reforzados con hormigón proyectado Los arcos armados reforzados con hormigón proyectado (Reinforced Ribs of Shotcrete. y el espesor total de hormigón es. es habitual utilizar hasta 10 cm de espesor. 6. y complementar el sostenimiento temporal RRS (o su equivalente) con un revestimiento de hormigón en masa a sección completa (Cast Concrete Arches.El sistema Q para la selección del sostenimiento en el método Noruego de excavación de túneles Figura 8. el espesor del CCA varía por término medio desde 30 cm hasta 1 m o más en zonas muy localizadas.4. encofrándolo mediante planchas de acero. 6. Una contrabóveda rígida. preinyecciones y medidas de drenaje. paraguas. Arcos armados reforzados con hormigón proyectado (RRS). preferiblemente con forma convexa. CCA). Dependiendo de la cantidad de sobreexcavación que ha tenido lugar previamente a la colocación del sostenimiento temporal formado por B+S(fr). Revestimiento de hormigón encofrado En rocas excepcionalmente malas (condiciones de fluencia o hinchamiento) y en excavaciones amplias será necesario utilizar múltiples galerías temporales. será esencial en este tipo de terrenos propensos a la Page 19 of 41 . b) aumentar el índice Q hasta 5AQ (en la bóveda).000 m3/año de S(fr) en los aproximadamente 100 km de nuevos túneles que se están construyendo anualmente en este país. o por debajo del operador. ha culminado con la aplicación de entre 60. Page 20 of 41 . Sostenimiento de los hastiales Aunque el gráfico del Sistema Q se desarrolló específicamente para el sostenimiento de la bóveda (y a partir de registros de estas características). 1977). 7. 2 Nota 1: Nota 2: Utilizar la altura total de la excavación (H) para el diseño del sostenimiento de los hastiales. Foto 1. c) aumentar Qw hasta 5AQw. c) elegir Qw = 1. pueden aplicar entre 10 y 25 m3/h de S(fr) sobre superficies del túnel situadas en los laterales. (basado en el índice modificado para los hastiales.5. Q representa la calidad general de la roca observada al inspeccionar la bóveda o los hastiales del túnel. En el caso de variaciones locales de la calidad de la roca (bóveda o hastial). a) elegir Qw = 5AQ (cuando Q > 10).1). aproximadamente. 6. b) elegir Qw = 2.. COMPARACIÓN ENTRE LOS SOSTENIMIENTOS S(mr) Y S(fr) La revolución del proceso por vía húmeda para la aplicación del hormigón proyectado reforzado con fibras de acero. TABLA 5.5AQ (cuando Q < 10). a) aumentar el ESR hasta 1. que se ha producido en Noruega en los últimos 16 años. tal y como puede comprobarse en la Tabla 5. el sostenimiento S(mr) ya no se utiliza desde 1984. Qw ).000 y 70. La vigilancia y control del sostenimiento temporal B+S(fr) ó RRS antes de la colocación del encofrado del revestimiento final es esencial. Métodos para la selección del sostenimiento temporal aproximado y el sostenimiento de los hastiales en cavernas utilizando los valores registrados del índice Q (Barton et al. adaptándose a los desarrollos descritos anteriormente. (Qw no es el valor de Q obtenido en el hastial de la caverna).5AESR.0AQ (cuando Q < 0. Por razones obvias. se debe realizar una cartografía local y cambiar el sostenimiento hasta conseguir el más apropiado. Los modernos equipos robotizados. por encima.El sistema Q para la selección del sostenimiento en el método Noruego de excavación de túneles fluencia o al hinchamiento. 1 Sostenimiento temporal Sostenimiento de los hastiales. también puede utilizarse como orientación para el sostenimiento temporal aplicable y el sostenimiento de los hastiales. sobre todo. La clasificación de la roca (llevada a cabo en la fase de diseño inicial y durante la fase de diseño activo a medida que se va excavando) Page 21 of 41 . el hecho de que ya no se emplee malla metálica implica que se reduzcan ampliamente los volúmenes de cemento empleado. todavía más que el S(mr). sobre los procesos por vía seca de aplicación del hormigón proyectado. Por estas razones. y se produce un ahorro significativo en los costes y en tiempos de ejecución.Tanto las combinaciones moderadamente flexibles como las muy rígidas de S(fr)+B pueden elegirse como sostenimiento temporal o permanente de acuerdo con los niveles de deformación esperables. los costes de los túneles noruegos no han aumentado realmente en los últimos diez o doce años. Posee un bajo índice de rebote (5 . Estas deformaciones pueden estimarse contrastando la relación Q/anchura con los datos de deformación recogidos por Barton et al. rápida. haciendo del S(fr) un método imprescindible para excavar túneles de manera más económica. segura y aceptable para el entorno. La calidad del cemento empleado y la longitud de las fibras de acero determinan la capacidad del S(fr) para soportar grandes deformaciones en las inmediaciones del frente de avance. o su grado de endurecimiento si se utiliza como sostenimiento final por detrás del frente.El sistema Q para la selección del sostenimiento en el método Noruego de excavación de túneles Foto 1. Equipos autónomos robotizados de aplicación de hormigón proyectado con fibras. Además de la facilidad de aplicación. la aplicación robótica para realizar el sostenimiento de rocas inestables ofrece un mayor nivel de seguridad.10 %). (1994) a partir del registro de numerosos casos. el producto S(fr) posee ventajas importantes sobre el tradicional sostenimiento con refuerzo de malla metálica S(mr) y. El mayor atractivo del método de sostenimiento del MNT estriba en la infinita flexibilidad que presenta su aplicación. todavía utilizados en muchos países. con adiciones de agentes plastificantes. Puesto que las fibras no suponen un material continuo.1. El perfil del túnel en estos casos es. El sostenimiento S(fr) ha sido especialmente comparado con S(mr) en aquellas zonas de diaclasado intensivo o discontinuidades con rellenos de arcillas que provocan sobreexcavación y una potencial inestabilidad. Figura 9. puede conseguirse un hormigón con contenidos extremadamente bajos de agua. estabilizadores y un correcto control de la hidratación del mismo. El problema de la corrosión Una crítica que suele realizarse sobre el sostenimiento basado en S(fr) es que se trata de un método inapropiado a largo plazo. incluso en ambientes salinos marinos. debido a la posibilidad de corrosión de las fibras de acero. y provoca. tal y como suele ocurrir con la malla metálica o con las armaduras del hormigón encofrado. irregular. éstas no sufren corrosión anódica o catódica. en general.El sistema Q para la selección del sostenimiento en el método Noruego de excavación de túneles constituye la base para elegir una alternativa de sostenimiento final potencialmente acertada. a menudo. dado que no puede adaptarse muy bien al perfil del túnel. una utilización excesiva de cemento (y tiempo). Si se utilizan cementos de alta calidad (preferiblemente. altamente impermeables y de muy baja porosidad. siempre y cuando se tomen las debidas precauciones. Incluso Page 22 of 41 . Esquema del proceso de formación del hormigón proyectado con fibras por vía húmeda (Cortesía NGI). de resistencia C45). La clave del éxito estriba en la buena calidad del hormigón aplicado. La experiencia ha demostrado que se trata de un temor infundado. y la colocación de mallazo no sólo es una acción arriesgada sino que crea huecos o sombras durante la proyección del hormigón. 7. superfluidificantes. humo de sílice. COMPARACIÓN ENTRE EL NMAT Y EL MNT La filosofía del NMAT. S(mr) y un control exhaustivo puede suponer un consumo ineficiente de tiempo. TBM para rocas duras. probablemente con un rango de valores del índice Q que está comprendido entre 0. posteriormente (después de aplicar el hormigón proyectado con fibras).300 MPa. Q = 0. 1 Zonas de aplicación usual: Rocas fracturadas con formación de sobreexcavación. tanto en la parte interior como exterior del revestimiento de PVC.01 (es decir. algunos de ellos incluso en túneles submarinos. utilizados comúnmente en la aplicación de S(fr) sobre túneles submarinos construidos hace diez años. y no hay mejor respuesta que la ausencia de problemas en los cerca de 160 km de túneles noruegos en los que se aplicó S(fr) como sostenimiento final..El sistema Q para la selección del sostenimiento en el método Noruego de excavación de túneles empleando cementos de calidad media (C35). Zonas con presencia de arcillas. Estos terrenos son rocas blandas o macizos rocosos fluentes o deformables. el hormigón del sostenimiento no presenta corrosión de las fibras metálicas. TABLA 6. pueden ser completamente inyectados. cuando se utiliza correctamente por contratistas y consultores experimentados. y es en estos casos donde el MNT se presenta como una alternativa apropiada. 2 Page 23 of 41 . En lo que respecta al campo del bulonado. se han desarrollado con éxito bulones revestidos con materiales epoxídicos o con triple forro de PVC como elementos de protección contra la corrosión. 1992).001 y 0. ya no hay posibilidad de que los críticos puedan acusar al sostenimiento final basado en S(fr)+B de tener una vida limitada.10 ó más. de cerchas reticuladas. En terrenos de mejor calidad que éstos. la utilización. mediante una sencilla operación. escala muy variable de resistencias a compresión Fc = 3 . descostramiento tensional de la roca (slabbing). necesitando un anillo completo de soporte de las cargas como sistema de sostenimiento. Por tanto. Características esenciales del MNT (según Barton et al. Estos bulones pueden anclarse y tensionarse en la formación del sostenimiento temporal y.001 . excepcionalmente malos o pobres). máquina excavadora para las zonas de arcillas. se debe atribuir al mérito de algunos éxitos destacables (y también su parte de responsabilidad respectiva en ciertos fracasos ocasionales) cuando ha sido aplicado en terrenos blandos de calidad extremadamente mala. típica en el NMAT. Métodos usuales de excavación: Perforación y voladura. volúmenes de cemento y recursos. 8. más o menos) y un control exhaustivo de la deformación de éste. C El contratista es quien selecciona el sostenimiento temporal. Caracterización del macizo rocoso para: C Predicción de la calidad del macizo rocoso. a veces. 4 5 CCA = Revestimiento de hormigón encofrado. Ninguno. C No se utiliza la vía seca en la aplicación del hormigón proyectado. C Mejora de las condiciones de seguridad. C No se utilizan cerchas de acero o vigas reticuladas. C Predicción de las necesidades de sostenimiento. B. es obviamente apropiado todavía. Posteriormente. S. es decir. S(fr) = Hormigón proyectado reforzado con fibras de acero. S(fr). 3). El NMAT se basa en una clasificación descriptiva del terreno (normalmente se trata de seis clases de terrenos. (Pueden verse las claves de la notación y su distribución en la parte inferior de la Fig. no obstante. sb = Bulones puntuales o esporádicos. C Actualización de ambas predicciones durante la excavación (con controles sólo en casos críticos). C Los elementos de refuerzo temporal forman parte del sostenimiento permanente. Para los casos de túneles que muestran una elevada sobreexcavación y fenómenos de explosión de rocas. B+S(fr) constituye. sb. No obstante. se instala un revestimiento final de hormigón encofrado. B = Bulonado sistemático. aplicando un sostenimiento basado en hormigón proyectado con refuerzo de malla metálica y cerchas reticuladas. con el objetivo de cumplir con las curvas características de reacción del terreno. en su lugar se utiliza el método RRS y S(fr) en las zonas con presencia de arcillas y en zonas de rocas débiles con tendencia a la fluencia. el uso de S(mr) y la formación de un anillo completo de entibación. mediante la utilización de equipos robotizados para la aplicación de S(fr). C Mejora de las condiciones medioambientales. B+S. con membranas impermeabilizantes. normalmente. C El propietario o consultor es quien selecciona el sostenimiento permanente. B+S(fr). El MNT permite una reducción de los costes y: C Ritmos de avance más rápidos en los túneles excavados mediante perforación y voladura. RRS = Arcos armados reforzados con hormigón proyectado. el uso de S(fr) en oposición a S(mr) puede suponer un recorte de los costes de sostenimiento de al menos un 50 %. dado que el efecto de refuerzo se consigue en un tiempo más corto que en el caso de aplicar S(mr). C Los revestimientos finales de hormigón no suelen utilizarse frecuentemente. S = Hormigón proyectado. obteniendo además unos túneles más seguros. el sostenimiento final. C No se utiliza hormigón proyectado reforzado con malla metálica. Las deformaciones iniciales pueden reducirse. Cuando el diseño del NMAT es completado con la colocación de geomembranas o láminas de impermeabilización y la aplicación de hormigón encofrado resistente a la presión del Page 24 of 41 . S(fr)+RRS+B. Ninguno = No necesita sostenimiento.El sistema Q para la selección del sostenimiento en el método Noruego de excavación de túneles 3 El refuerzo temporal de la roca y el sostenimiento permanente del túnel pueden ser cualquiera de los siguientes: CCA. cuando se crea un perfil regular mediante la utilización de maquinaria de excavación en rocas blandas. que han sido utilizadas con éxito en numerosos túneles a lo largo de los últimos 15 a 25 años.El sistema Q para la selección del sostenimiento en el método Noruego de excavación de túneles agua. drenaje. propuesta hace ya algunos años en Sudáfrica. MNT y NMAT. Ciertamente. 8. o mediante el uso del método RMR de Bieniawski (1989). paneles de aislamiento de aguas. Esto quizás permita al terreno deformarse excesivamente antes de la fase del NMAT en la que se podría asegurar la estabilidad. con un sostenimiento temporal cercano al frente basado en B+S(fr). por supuesto. Combinación del NMAT y el MNT En el pasado. las diferencias en los costes. puesto que existen muchas formas adecuadas de mantener los túneles de carretera y ferrocarril en condiciones secas mediante combinaciones de pre-inyección.1. bien mediante la utilización del Sistema Q. Hay muchos casos en los que las geomembranas y el hormigón encofrado son producto más del conservadurismo que de la necesidad. bastante por detrás del frente de avance. resulta muy atractivo conseguir una descripción más cuantitativa que las seis o siete clases de roca definidas en el NMAT. notablemente acentuadas. debido al excesivo recorte (50 %) en los refuerzos recomendados por el Sistema Q para su utilización como sostenimiento temporal. la versión ½Q-NMAT. respectivamente. si se compara con un túnel realizado mediante el MNT. La predicción de las necesidades de sostenimiento en el frente utilizando el Sistema Q. Sin embargo. y elementos ligeros de revestimiento de carácter temporal. previo al estilo propio del NMAT en cuanto al control y al sostenimiento final. que posee instalaciones de drenaje pero que es estanco en su interior. denominadas Sistema Q. Recientemente. parecen ser una combinación ideal de tres técnicas bien ensayadas. se ha propuesto una atractiva combinación del MNT con los principios del NMAT para un túnel principal parcialmente emplazado en rocas blandas y parcialmente en rocas duras. Page 25 of 41 . no es muy recomendable. se han publicado algunos intentos específicos de combinar el Sistema Q con el NMAT. se ven. y el ajuste de la clase de sostenimiento (si fuera necesario) en la aplicación del sostenimiento definitivo. un control del funcionamiento resultante del refuerzo instalado. 001 también refleja un aumento potencial del valor del factor SRF. MEDIDAS DE CONTROL EN TERRENOS BLANDOS El hormigón proyectado con refuerzo de fibras de acero. Page 26 of 41 . S(fr). Elementos clave del método Noruego de tunelización. tales como S(fr) y bulonado. Este aumento del SRF es una causa inevitable ante los bajos valores del índice Q. 9. posee la capacidad de permitir controlar el grado de relajamiento (caracterizado mediante el factor SRF) del macizo rocoso en terrenos deformables. 10 permite observar cómo la reducción del valor del índice Q desde 1 hasta 0. también. el aumento del SRF en terrenos pobres puede limitarse mediante la aplicación de refuerzos temporales adecuados. en combinación con la instalación de bulones.El sistema Q para la selección del sostenimiento en el método Noruego de excavación de túneles Figura 10. ofrece al moderno constructor de túneles la mayor flexibilidad posible y un relativo control de los tiempos de estabilidad en terrenos difíciles. El aumento gradual en las medidas de sostenimiento mostrado en la Fig. Sin embargo. De hecho. (1983) y corroboradas en el túnel experimental Kielder.El sistema Q para la selección del sostenimiento en el método Noruego de excavación de túneles Las consecuencias negativas de las tradicionales cerchas de acero y los elementos de revestimiento asociados a éstas como método de sostenimiento de los túneles son evidentes. En la parte derecha de esta Fig. y ya fueron demostradas por el estudio clásico de Ward et al. 12. en el caso de rocas fracturadas. Estas consecuencias se han representado en la Fig. 12 se muestran los dramáticos contrastes en la deformación del túnel (sobre las mismas argilitas. El factor SRF en función del índice Q y el método de sostenimiento de la roca. Figura 11. Page 27 of 41 . arcillas consolidadas) entre el moderno sostenimiento basado en S+B (deformaciones en torno a 3 mm) y el sistema de cerchas metálicas (deformación en torno a 30 mm). Tabla 7. Page 28 of 41 . En la actualidad.El sistema Q para la selección del sostenimiento en el método Noruego de excavación de túneles Figura 12. que sucede como consecuencia de que los métodos de sostenimiento no son los ideales. ser función de la descompresión del macizo rocoso. donde se distinguen fenómenos clásticos y plásticos. (1992) y Singh (1993): • Profundidad crítica: • Resistencia aparente a compresión del macizo rocoso: En la parte derecha de la Tabla 7 se proporciona la interpretación de las condiciones previsibles del macizo rocoso. 1983). en ocasiones. Es posible que las condiciones de deformación o fluencia. acelerar el estado de deformación o fluencia (o producirse a menores profundidades) en comparación con el comportamiento del túnel en caso que pudieran aplicarse S(fr) y un bulonado eficiente. evaluada mediante la utilización de las ecuaciones de Singh et al. en ocasiones.. pocos contratistas de túneles que operan en el Himalaya poseen equipos robotizados de gunitado y modernos jumbos de perforación. q. frecuentemente observadas en algunos proyectos hidroeléctricos en el Himalaya. El típico sostenimiento temporal compuesto por cerchas de acero puede. Derecha: Efectos conceptuales sobre el factor SRF al colocar antes o después el sostenimiento. Es interesante observar los siguientes rangos de profundidades mínimas de túneles (H) que se han registrado para que se produzca la fluencia o deformación. pueden. y comprobar la resistencia aparente a compresión del macizo rocoso. Izquierda: Resultados de la excavación de un túnel experimental en arcillas consolidadas o argilitas (Ward et al. 5 ó 0. Los datos de campo (la mayoría en zonas superficiales. indican la necesidad de usar valores altos para el parámetro SRF (Tabla 2.40 4 . 10. La correlación aproximada para rocas no porosas (impermeables) es la siguiente (en este momento.350 76 . se ha supuesto una densidad ( = 2. 1196 .8. Hong Kong y China.555 162 . en terrenos deformables.3492 754 .62 29 . deformación plástica.0.1000 10 .001 0.162 35 . granitos y tobas. utilizado en combinación con la Tabla 2. 7. debido a la alta concentración de tensiones. sin corregir por efecto de la profundidad): Page 29 of 41 . algunos en zonas más profundas) han sido obtenidos de proyectos realizados en Noruega.6 g/cm3. con ensayos tipo cross-hole. se produce cuando el factor F2/Fc supera el valor de 0. Fluencia de bloques. parte 6b) cuando se trata de rocas masivas y elásticas.6.9 . q.8 .9 Nota: En la ecuación q = 7A(AQ1/3.76 62 . Predicción de la profundidad. Fig.39 18 . que están bajo la influencia de tensiones muy altas.1196 555 .01 . realizadas en varios países y la utilización de las tomografías resultantes para representar en dos dimensiones la velocidad sísmica entre barrenos. Fluencia de bloques. Inglaterra. RANGO DEL ÍNDICE Q 40 .4 1.1 0.10 1-4 0. a partir de los valores del índice Q (obtenido mediante las ecuaciones de Singh). OBTENCIÓN DE LOS VALORES DEL ÍNDICE Q A PARTIR DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Como resultado de las campañas de testificación sísmica. Vp. ha hecho posible desarrollar una correlación aproximada entre la velocidad de las ondas P. y predicción de la resistencia efectiva del macizo rocoso. limolitas o limos consolidados. Rotura.3.El sistema Q para la selección del sostenimiento en el método Noruego de excavación de túneles TABLA 7. Fluencia.4 . arcillas interestratificadas en areniscas. capas finas y gruesas de areniscas. H. e incluyen zonas de fallas y brechas.1 0. Suecia. deformación plástica. el comienzo del proceso de descostramiento de la roca. Fluencia. gneises con fracturación de moderada a intensa. Descostramiento y lajado de la roca.754 350 . trituración y fluencia.182 39 .18 3.29 8.01 CLASE DE ROCA A B C D E F G H (m) q (MPa) FENÓMENO PROBABLE Deformación explosiva. y el índice Q. Foto 2. El gráfico actualizado de sostenimientos del Sistema Q. En este tipo de rocas.1 . Foto 2. Por consiguiente. el valor de M es aproximadamente igual a: Page 30 of 41 .01 2500 0. M. TABLA 8. el módulo de deformación. Vp (m/s) Q 1500 0. Preparación de un ensayo cross-hole. viene determinado aproximadamente por la expresión: donde el índice Q posee valores superiores a 1. Correlación aproximada entre el índice Q y Vp para rocas no porosas emplazadas a poca profundidad.1 3500 1 4500 10 5500 100 6500 1000 En el caso de rocas no porosas.El sistema Q para la selección del sostenimiento en el método Noruego de excavación de túneles Una forma simple para recordar estos resultados la constituyen los resultados mostrados en la Tabla 8. para valores de Vp > 3500 m/s. teniendo ambos efectos una gran influencia sobre la citada relación.5 km/s para Vp. (1979). La influencia de las altas presiones de confinamiento sobre Vp es evidente. M. Las clases de roca 2 y 3 pasan a estar separadas por el valor del índice Q igual a 1. difícil de someter a ensayos a gran escala.0 o por el valor de 3. Sjøgren et al. Se requieren más datos para perfeccionar las tendencias mostradas en la Fig. Relación entre las clases de sostenimiento y la velocidad sísmica a través del índice Q. 13. Page 31 of 41 .El sistema Q para la selección del sostenimiento en el método Noruego de excavación de túneles De cualquier manera. el efecto de las altas presiones de confinamiento sobre el módulo M es incierto y. Su correlación entre el índice RQD y Vp para rocas duras (basada en cerca de 100 km de ensayos sísmicos y cerca de 3 km de testigos procedentes de sondeos) se muestra en la Fig. La relación entre el RQD y Vp procede de Sjøgren et al. por supuesto. (1979) hallaron extensas correlaciones entre Vp y las respectivas medidas de fracturación. La correlación Q . 13. Figura 13. pero son necesarios más datos para corroborar esta hipótesis. También se puede predecir un marcado efecto sobre el módulo de deformación. representa un punto de partida muy útil para relacionar la calidad de la roca (en el más amplio sentido respecto a la excavación en túneles) con la velocidad sísmica.Vp proporcionada por la Tabla 8 se muestra en un formato más gráfico y completo en la Fig. 14. También se ha intentado corregir la relación ante los efectos de profundidad (o de tensiones) y para el caso de rocas porosas. En el mismo diagrama se ha indicado la correlación Vp . bien en forma de índice RQD (%) o en forma de factor F (m-1) (número de diaclasas por metro en un testigo de perforación).Q y las sugerencias para la división en clases de rocas o clases de sostenimientos en un proyecto específico de excavación de túneles. No obstante. Los valores aproximados de RQD y el factor F proceden de Sjøgren et al. o cuando la presión creada por la presencia de agua actúa conjuntamente con estos factores. por ejemplo. puede ser capaz de soportar grandes presiones. APLICACIÓN DEL SISTEMA Q EN PROYECTOS DE EXCAVACIÓN DE TÚNELES MEDIANTE TBM En los túneles excavados con TBM. Esto es lo que ocurría normalmente en el Túnel del Canal de La Mancha. la sobreexcavación se produce cuando.El sistema Q para la selección del sostenimiento en el método Noruego de excavación de túneles Figura 14. un delgado revestimiento circular. si se puede controlar la sobreexcavación (mediante la instalación de pernos por medio de bulonadoras de cola. Los recientes desarrollos de los topos abiertos o TBM para rocas duras. hacen que el uso de los métodos de clasificación de rocas y la perforación de sondeos de reconocimiento sean extremadamente reveladores a la Page 32 of 41 . inmediatamente detrás de las TBM. con instalaciones para el bulonado y la proyección de hormigón situadas en dos o más emplazamientos por detrás de la cabeza de corte. o mediante anillos prefabricados de hormigón dispuestos en el interior del back-up del escudo) entonces. Tendencias Vp-Q corregidas según la profundidad y la porosidad de la roca. 11. ya sea de hormigón proyectado o bien de elementos prefabricados de hormigón. Por supuesto. (1979). excavado sobre margas cretáceas. en ciertos tramos de los primeros kilómetros excavados desde el extremo británico. Jn es demasiado elevado (con multitud de familias de diaclasas) o cuando la relación Jr/Ja es demasiado baja (con un grado de rozamiento muy pequeño). se perforarán estos barrenos durante el turno de mantenimiento). se dispone de máquinas para rocas duras con estaciones para el bulonado y la aplicación de hormigón proyectado. La medición de la distribución de las velocidades sísmicas después de las debidas correcciones a realizar a causa de los efectos de profundidad/tensiones pueden ayudar a realizar una división en clases a través del valor del índice Q.1 .El sistema Q para la selección del sostenimiento en el método Noruego de excavación de túneles hora de optimizar el sostenimiento del túnel. tal y como ilustra la Fig. Esto se ha obtenido tomando los menores valores del Page 33 of 41 . 16. no se pueden realizar las funciones de sostenimiento mediante la colocación de elementos prefabricados de hormigón debido a la falta de uniformidad y a la innecesaria alta concentración de presiones que ejercen los citados elementos en la roca circundante al túnel. por supuesto. como se muestra en la Fig. En algunos de los túneles más profundos situados bajo los Alpes. problemas relacionados con la presencia de agua) 100 m o más por delante de las máquinas de excavación (es decir. El método propuesto de aplicación del diseño del sistema de excavación basándose en los principios del MNT y la relación Vp . Las rocas con solicitaciones muy grandes pueden exigir una redistribución de las cargas a mayor distancia del perfil del túnel mediante el control de la deformación y un exhaustivo bulonado de la roca.0. En estos casos. la realización de sondeos de reconocimiento y la colocación de sondas de velocidad sísmica. Q = 0. pueden resultar un método alternativo para predecir las calidades de la roca ( y. Diagrafía sónica de un barreno de reconocimiento en una excavación mediante TBM para una estimación preliminar del índice Q a partir del valor medido de Vp. se ilustra en la Fig.Q.4). 13. En el ejemplo mostrado. La recomendación de sostenimiento según el MNT modificado para excavación mediante TBM es S(fr) = 120 mm y bulonado B = 1. se ha supuesto una roca de Clase 4 (es decir. En varias excavaciones de grandes dimensiones. 15.5 m c/c (representando c/c el espaciamiento entre bulones) para rocas pertenecientes a la Clase 4. que fueron excavados con TBM. Figura 15. 5 m c/c) .0.1 .150 mm) y B (1.El sistema Q para la selección del sostenimiento en el método Noruego de excavación de túneles rango de recomendaciones generales de sostenimiento para la Clase 4. consistente en S(fr) (120 .4 m hasta 10 m. Page 34 of 41 .1.3 . Se ha tomado el sostenimiento más ligero teniendo en cuenta las características fundamentalmente positivas que ofrece el perfil circular obtenido mediante la excavación de túneles con TBM. en un rango se diámetros del túnel que oscila entre 0. el sostenimiento del MNT y el control de la convergencia producida. basada en los ensayos de Vp. Estimación del sostenimiento en el diseño de la excavación mediante TBM para rocas duras.El sistema Q para la selección del sostenimiento en el método Noruego de excavación de túneles Figura 16. El sostenimiento final recomendado se aplica en etapas adecuadas teniendo en consideración el número de barrenos que pueden perforarse durante cada recorrido de la Page 35 of 41 . la estimación de Q. El sistema Q original de recomendaciones para el sostenimiento de túneles. La utilización de sondas para medir la velocidad sísmica por delante del túnel. siguiendo el criterio de correlacionar Vp y el índice Q. particularmente en el caso de túneles excavados mediante TBM. si es posible.El sistema Q para la selección del sostenimiento en el método Noruego de excavación de túneles TBM y la prioridad de aplicar hormigón proyectado. por consiguiente. no son apropiados en los túneles excavados mediante el sistema de perforación y voladura. J. se considera como un método prometedor para predecir la calidad del macizo rocoso. representa un mínimo coste al constructor de la obra. basada en el registro de 1. 13. Según el MNT. M. El control de la convergencia está indicado para confirmar la clase de roca.. 12. N.A. estaba basado mayoritariamente en el hormigón proyectado reforzado con mallazo y bulonado como sostenimiento final. por detrás de la cabeza perforadora. está basada en el principio de sostenimiento del Método Noruego de Túneles (MNT) donde los principales componentes del sostenimiento final consisten en hormigón proyectado con refuerzo de fibras de acero por vía húmeda.P. BARTON. El diseño de la excavación mediante el sistema Q (comprobando y midiendo la convergencia cuando el valor de Q sea inferior a 0. es decir.: “Laboratory studies Page 36 of 41 .. El uso combinado de un sistema de clasificación de carácter cuantitativo (Sistema Q) y las técnicas de sostenimiento infinitamente flexibles del MNT se considera que supera al NMAT en el caso de macizos rocosos fracturados y con presencia de arcillas. (1990). La utilización de S(mr) y vigas reticuladas. con la consiguiente aplicación de mayor (o menor) sostenimiento en la siguiente estación de B+S(fr).C. en los que se observa una marcada sobreexcavación tras el avance. y HENRY. que tan bien se ajustan a los perfiles uniformes obtenidos por las máquinas de excavación de rocas blandas.050 nuevos casos procedentes de los principales túneles de carretera excavados. la estructura de sostenimiento puede construirse de forma más eficiente mediante la construcción de arcos armados de hormigón proyectado (RRS). S(fr). o para sugerir posibles correcciones hacia las clases de roca adyacentes. que se adapta fácilmente a perfiles irregulares mediante la aplicación adecuada de arcos de hormigón proyectado con el espaciamiento que se desee. a menudo. BIBLIOGRAFÍA • ADDIS. 3. 2. y un bulonado formado por bulones totalmente inyectados en cemento y protegidos contra la corrosión. BANDIS. en la estación B. CONCLUSIONES 1. que correspondería a la estación C. dado que la presencia de sobreexcavación ocasiona un aumento en el consumo de hormigón.01) es apropiado para proporcionar al túnel el sostenimiento más adecuado para enfrentarse con las condiciones de la roca y. La reciente actualización del gráfico de sostenimiento. con 20 años de utilización. S. Proc. of 16th Symposium on Design Methods in Rock Mechanics. N.. Ed. LIEN.. T. Mining Science & Geomechanics Abstract. y GRIMSTAD. International Conference on Sub-surface Space. R.: “Engineering Classification of Rock Mass for the Design of Tunnel Support”. Peter Cundall Associates. New York.. OPSAHL. y LUNDE. E. Geomechanik. N. BAKKEN. BY. J.. Page 37 of 41 .. T. 4th Int. P. y VIK G. K.. New Orleans.: “A generalized distinct element program for modelling jointed rock”. Minnesota. of the International Symposium on Sprayed Concrete. P.. Rockstore.. (1994). Design of rock support with steel fibre reinforced sprayed concrete”.: “Engineering Rock Mass Classifications: A Complete Manual for Engineers and Geologists in Mining. (1977).F. Torino. Sub-surface Space. Nº 4: 189 236. Contract DAJA 37-79-C-0548. Report PCAR-1-80. L. Fagernes. 2. Rock Mechanics and Rock Engineering Conf... • BARTON. • BARTON.El sistema Q para la selección del sostenimiento en el método Noruego de excavación de túneles on the stability of vertical and deviated boreholes”.. PEDERSEN.L.. J.. WESTERDAHL. KRISTIANSEN.: “Estimation of support requirements for underground excavations”. J. N. CHRYSSANTHAKIS. R. Pergamon. 6. Wiley. • BARTON.: “Comparison of prediction and performance for a 62 m span sports hall in jointed gneiss”. (1980). • BARTON.. Discussion. O. Junio/Agosto.K. TUNBRIDGE... (1992). LØSET. LIEN. LIEN. US Army. J. N.L.: “The Q-System following Twenty Years of Application in NMT Support Selection”. Rock Mechanics. GRIMSTAD. TUNBRIDGE.. • CUNDALL. 1977. Publicated by ASCE. R. Z.: “Predicted and Measured Performance of the 62 m span Norwegian Olympic Ice Hockey Cavern at Gjøvik”. (1991). E.D. G. (1989).K. Stockholm. H. WESTERDAHL. Nº 6. World Tunnelling. • BARTON. (1980). J. L. BHASIN. y LUNDE.: “Crossing of the major shear zone in the Fjellinjen twin tube highway tunnel in central Oslo. R. Pergamon. L. H.. BY.A... • BIENIAWSKI. Rock Mechanics. A. LØSET. Oslo. Italia. (1992). European Research Office.: “Geotechnical Design”. • BARTON. Civil and Petroleum Engineering”. F. y VIK. Vol. • GARSHOL.T. WT Focus on Norway. N. Felsbau 12. (1974). • BARTON. y JOHANSEN.: “Norwegian Method of Tunnelling”. LØSET. F. N. NGI Publication 106.. F. G. 1975.: “Application of Q-System in Design Decisions Concerning Dimensions and Appropiate Support for Underground Installations”. P. R. J.. G. J. Barla. KRISTIANSEN. (1991). N. Proc.. Septiembre 1990. (1993). 65th Annual Technical Conference and Exhibition of the Society of Petroleum Engineers. CHRYSSANTHAKIS. Vol. E. • BARTON. BHASIN. y LUNDE. Austria. World Tunnelling. AAS. N. Trondheim. • GRIMSTAD. Loen 1990.: “Steel Fibre reinforced Shotcrete for Rock support”.8. VIK. Eds Kompen. E. LUNDE.Modern Use of Wet Mix Sprayed Concrete for Underground Support. Tunnels and Tunnelling. y BARTON. y MONSEN. Oslo.: “Engineering-geology at the Holmestrand Tunnel” (in Norwegian).: “Support Needs compared at the Svartisen Road Tunnel”. (1981).. Norway. • OPSAHL. Fagernes. • GRIMSTAD. LIEN. Norway.V.: “Rockburst Problems in Road Tunnels”. BARTON. of the International Symposium on Sprayed Concrete.New Experiences with the Q-System”. Junio. Norwegian Concrete Association. R. Norwegian Concrete Association. BARTON. Guidelines for shotcrete”.. • GRIMSTAD. Opsahl and Berg. O. F. Fjellsprengningstteknikk/Bergmekanikk/Geotecknikk. Noruega. L. N. Opsahl and Berg. Norwegian Concrete Association. (1990). (1964/65). N. E.: “Use of the Q-method for securing small weakness zones and temporary support”. y LØSET.09511.. (1993). N. J. Septiembre.1-30. Bergmekanikk.: “Durability of Sprayed Concrete Exposed to Saline Water in Subsea Tunnels”. Proceedings. Tapir Press.: “Publication Nº 7. Eds Kompen. (1984). (en Noruego). CHRYSSANTHAKIS. Proc. World Tunnelling. (1990). • MAKURAT. • RABCEWICZ. Junio. Fagernes.: “Classification of Rock Masses with Respect to Tunnel Stability . y KOMPEN. (1986). Tapir Press. G. E. part Page 38 of 41 . project 1053. BARTON. NGI Internal Report Nº 548140-1.: “The new Austrian tunnelling method”.: “Rock Mass Classification and NMT Support Design Using a New Q-System Chart”. • ØVSTEDAL. N. Proceedings of the International Symposium on Sprayed Concrete . Proceedings. F. Geoteknikk.. 30. E. Royal Norwegian Council for Scientific and Industrial Research (NTNF). Oslo. K. • NORWEGIAN CONCRETE ASSOCIATION (1993)..A. Of Oslo Conf. • GRIMSTAD. On Fjellsprengningsteknikk. y LØSET. • LØSET. Proc. Low Cost Road Tunnels... (1993). Opsahl and Berg. A. Water Power. • LØSET. International Symposium on Rock Joints.: “Updating of the Q-System for NMT”. (1993).: “Jointed rock mass modelling”. (1982). P. F. F.El sistema Q para la selección del sostenimiento en el método Noruego de excavación de túneles Norway. • GRIMSTAD. E. E. Tapir Press. (1992). Eds Kompen. R. A.. Shotcrete for Ground Support. D.: “Fibre-reinforced shotcrete linings”. (1993). Commercial Shearing and Stamping Co.. Proctor.S.V. de Proyectos. Enero 1965.El sistema Q para la selección del sostenimiento en el método Noruego de excavación de túneles 1 and 2. (1976). Page 39 of 41 . CSMRS. Tunnelling and Underground Space Technology. Abril. K. B. • SWANNELL. Nº 1.H. (Capítulo traducido por Ignacio J.: “Rock defects and loads on tunnel supports”. N. Nº 3. J.: “Seismic classification of rock mass qualities”.: “Workshop on Norwegian Method of Tunnelling”. y HILLS.C.. Ingeniero de Minas.S. U. W. B. J. • SJØGREN. • WARD. Publication 418. Graduate School of Engineering. ØFSTHUS. B. (1946).: “Sprayed Concrete: Tunnel Support Requirements and the dry Mix Process”.. White: “Rock tunnelling with steel supports”. 27. W.T. 7. • SINGH.K. Harvard University. Geophysical Prospecting.L. An Engineering Foundation Conference. P.L. N.H. TEDD. Octubre.: “Correlation between observed support pressure and rock mass quality”. • TERZAGHI. D. Noviembre 1964. (1992). Tunnels and Tunnelling. y DUBE. and T. E. R. Nueva Dehli. Letters. Vol. Geotechnique 33. Proceedings. A. Youngstown. (1993).M. Vecillas Fernández. Ohio. (1983).: “The Kielder Experimental Tunnel: Final Results”. • WARD. y SANDBERG. JETHWA. de Ingenieros de Minas de Madrid). • SINGH. y BERRY. Soil Mechanics Series 25. (1979). . . . . . . . . . El factor SRF en rocas duras . . COMPARACIÓN ENTRE LOS SOSTENIMIENTOS S(mr) Y S(fr) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 6. . . . . . . . . . . . . . RECOMENDACIONES DE SOSTENIMIENTO SEGÚN EL SISTEMA Q ACTUALIZADO . 3 3. . . . . . . . . . . . . . 1 2. . . . . . .4. . INFLUENCIA DEL MÉTODO DE EXCAVACIÓN . . . . . . . Revestimiento de hormigón encofrado . . . . . .2. . . 10 5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sostenimiento de los hastiales . . . . . . . 13 6. . . . . . . . . . . . . . . . . Arcos armados reforzados con hormigón proyectado . . . . . . . . . Espesor del hormigón proyectado . . . . 14 6. . . . . . . . . . . . 16 7. . . . 16 Page 40 of 41 . .3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 6. . . . . . EL SISTEMA Q DE CLASIFICACIÓN DE LOS MACIZOS ROCOSOS . Espaciamiento entre bulones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .El sistema Q para la selección del sostenimiento en el método Noruego de excavación de túneles El sistema Q para la selección del sostenimiento en el método Noruego de excavación de túneles 1. . . INTRODUCCIÓN . . .1. . . . .2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . EL CÁLCULO DEL ÍNDICE Q EN LA PRÁCTICA . . . . . 8 4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 4. . . . . . .5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . EL FACTOR DE TENSIONES SRF . . . . . . . . . . 12 6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . El factor SRF en rocas blandas . . . . . . . . . .1. . 8 4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . COMPARACIÓN ENTRE EL NMAT Y EL MNT . . 21 10. . . . . . . . .1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Page 41 of 41 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . OBTENCIÓN DE LOS VALORES DEL ÍNDICE Q A PARTIR DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS . . . . . . . . . . . .El sistema Q para la selección del sostenimiento en el método Noruego de excavación de túneles 7. . . . . . . . . . . . 18 8. . . APLICACIÓN DEL SISTEMA Q EN PROYECTOS DE EXCAVACIÓN DE TÚNELES MEDIANTE TBM . . . . . . . . . . . . . . . . . BIBLIOGRAFÍA . . . . . MEDIDAS DE CONTROL EN TERRENOS BLANDOS . . . . . 24 11. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 13. . . . . El problema de la corrosión . . . . . . . . . . . . . . . . . . CONCLUSIONES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 12. . . . . . . Combinación del NMAT y el MNT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 9. . . . 19 8.1. . . . . . . . . .