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UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA

FACULTAD INGENIERIA DE MINAS ESCUELA INGENIERIA DE MINAS DEPARTAMENTO ACADEMICO DE INGENIERIA DE MINAS – PROEDUNP – SULLANA

CURSO: MAQUINARIA Y TRANSPORTE MINERO TEMA: TBM (MAQUINARIAS TUNELERAS) SEMESTRE: VI CICLO: 2018 – II ALUMNO: QUISPE ROBLEDO JEFERSON DOCENTE: GLICERIO TAYPE QUINTANILLA FECHA: 04 DE DICIEMBRE DEL 2018

INDICE INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................................5 Capitulo I ..................................................................................................................................................6 Objetivos de la investigación:...............................................................................................................6 Objetivos generales: .........................................................................................................................6 Objetivos específicos: .......................................................................................................................6 Justificación de la investigación. ..........................................................................................................6 Capitulo II .................................................................................................................................................7 Antecedentes. ......................................................................................................................................7 Bases teóricas o teoría sustantiva. .......................................................................................................9 Tuneladoras EPB: Escudos de presión de tierras. (Yepes P., 2015)..................................................9 Capitulo III ..............................................................................................................................................10 Contenido Del Trabajo............................................................................................................................10 Maquinas Tuneladoras (TBM). (Avaria R., 2012)................................................................................10 Tipos de tuneladoras. (WIKIPEDIA, 2018) ......................................................................................13 Clasificación de las máquinas tuneleras tipo TBM. (Giraldo P., 2010) ...........................................16 El ROADHEADER (RH). ........................................................................................................................20 Configuración del accionamiento:..................................................................................................22 Sistema hidráulico: .........................................................................................................................22 Remoción de escombro:.................................................................................................................22

Sistema eléctrico: ...........................................................................................................................23 Tuneladoras Shaft Boring. (Avaria R., 2012).......................................................................................24 Main beam. ........................................................................................................................................25 Raise boring. .......................................................................................................................................26 Perforadora caterpillar. ......................................................................................................................26 Perforadoras terraservice. .................................................................................................................26 Boxhole boring machine.....................................................................................................................27 Srk consulting en seminario de túneles. ............................................................................................28 Línea junjin tromax .............................................................................................................................28 Furukawa. ...........................................................................................................................................29 Ventajas de la utilización de las tuneladoras: ....................................................................................30 Riesgos en el empleo de tuneladoras. ................................................................................................30 Estabilidad del frente, movimientos del terreno, y sostenimiento. .............................................33 Capitulo IV ..............................................................................................................................................35 Conclusiones.......................................................................................................................................35 Recomendaciones. .............................................................................................................................35 Bibliografía..............................................................................................................................................37 ANEXOS ..................................................................................................................................................38

RESUMEN El sistema de Perforación y Voladura, aplicado a la excavación de túneles, viene siendo reemplazado por una variedad de tipos y tamaños de máquinas tuneleras (TBMs, Tunnel Boring Machines); como producto del avance tecnológico, exigencias de productividad y control ambiental, escenarios al que el Perú no está ajeno. El presente estudio, pretende ser un marco de referencia para la selección del sistema más conveniente de excavación, bajo una longitud mínima que justifique su aplicación. Las maquinas tuneleras y los sistemas asociados de rtroceso y avanzar hacen el proceso de excavacion mas automatizado. existe en una gran variedad de tuneladoras en funcion de las condiciones de puesta en obra, desde roca densa a suelo disgregado y saturado de agua. algunos tipos te tunealadoras son los escudos, topos, dobles escudos. Los rendimientos conseguidos con tuneladoras de cabeza giratoria son elevadísimos si se comparan con otros métodos de excavación de túneles, pero su uso no es rentable hasta una longitud mínima de túnel a excavar: hace falta amortizar el precio de la máquina y eclipsar el tiempo que se tarda en diseñarla, fabricarla, transportarla y montarla (que puede llegar a los dos años). Además, los túneles a excavar con tuneladora tienen que tener radios de curvatura elevados porque las máquinas no aceptan curvas cerradas y la sección tiene que ser circular en túneles excavados con cabezas giratorias. Se demuestra que para la excavación de túneles de gran longitud, las TBM tienen mayores ventajas que la P&V, además de la mínima perturbación a la roca remanente, la rapidez de la excavación, mayor seguridad para el personal y maquinaria, inexistencia de gases de voladuras, menor área de excavación, entre otros.

INTRODUCCIÓN El autor considera que la excavación de rocas, es la actividad que más ha contribuido al progreso y desarrollo de la humanidad. Bajo la premisa que, gracias a ésta actividad ha sido posible extraer las riquezas metálicas y no metálicas de la corteza terrestre, que han permitido fabricar maquinarias, equipos, herramientas y materiales, que han hecho posible alcanzar el adelanto científico y las tecnologías de punta actual; entre otros: la cibernética, medicina y cósmica. Asimismo, ha facilitado la comunicación entre pueblos y países, propiciando su desarrollo, mediante una red de grandes túneles y carreteras; sumándose a ello, la generación de energía (hidroeléctricas), erección de mega edificaciones empleando para ello ingentes cantidades de roca triturada (agregados), construcción de canales, entre otros. En conclusión, se puede decir que “el hombre siempre requerirá excavar la corteza terrestre”.

Capitulo I

Objetivos de la investigación:

Objetivos generales: a) Establecer, los criterios de selección de las máquinas tuneleras, “TBM”, respecto al sistema convencional de perforación y voladura. b) Establecer las longitudes económicas de excavación, con uno u otro sistema.

Objetivos específicos: a) Definir la ventaja que representa hacer una excavación en el menor tiempo posible. b) Mostrar la aplicación de la “TBM MK 12” y los diferentes tipos de maquinas tuneladoras en actividad en campo.

Justificación de la investigación. Una tuneladora, TBM es una máquina capaz de excavar túneles a sección completa, a la vez que colabora en la colocación de la entibación para la sustentación del túnel si ésta es necesaria, ya sea de forma provisional o definitiva. La excavación se realiza normalmente mediante una cabeza giratoria equipada con elementos de corte y accionada por motores hidráulicos (alimentados a su vez por motores eléctricos, dado que la alimentación general de la máquina se realiza con energía eléctrica), aun cuando también existen tuneladoras menos mecanizadas sin cabeza giratoria. El empuje necesario para adelantar se consigue mediante un sistema de gatos perimetrales que se apoyan en el último anillo de sostenimiento colocado o en zapatas móviles (denominadas grippers), accionados también por gatos que las empujan contra la pared del túnel, de forma que se consigue un punto fijo desde donde empujan.

Detrás de los equipos de excavación y avance se sitúa el denominado "equipo de rezaga" de la tuneladora (o en denominación inglesa back up), constituido por una serie de plataformas arrastradas por la propia máquina y que, a menudo, ruedan sobre rieles que la misma tuneladora coloca, donde se alojan todos los equipos transformadores, de ventilación, depósitos de mortero y el sistema de evacuación del material excavado. Los rendimientos conseguidos con tuneladoras de cabeza giratoria son elevadísimos si se comparan con otros métodos de excavación de túneles, pero su uso no es rentable hasta una longitud mínima de túnel a excavar: hace falta amortizar el precio de la máquina y calcular el tiempo que se tarda en diseñarla, fabricarla, transportarla y montarla (que puede llegar a los dos años). Además, los túneles a excavar con tuneladora tienen que tener radios de curvatura elevados porque las máquinas no pueden hacer curvas cerradas, y la sección tiene que ser circular en túneles excavados con cabeza giratoria.

Capitulo II Antecedentes. La fragmentación de grandes volúmenes de roca para su posterior remoción, en el pasado se hizo únicamente usando ingentes cantidades de materiales explosivos, cuyos efectos negativos son ampliamente conocidos; como: Perturbación del terreno, daños a las estructuras, golpe de aire, rocas volantes, contaminación ambiental, entre otros. Debido a estos efectos negativos de las voladuras, niveles de productividad cada vez más exigentes y la preservación ambiental; el hombre en su afán de superar estos efectos y exigencias, se propuso inventar y construir máquinas que no requieren el uso de explosivos para arrancar la roca; dentro de las que se encuentran los minadores continuos. Actualmente existe una familia de equipos de minado continuo tanto de superficie como de subsuelo capaces de arrancar cualquier tipo de roca, de totalmente deleznable hasta

extremadamente dura. El presente trabajo, está orientado al estudio de minado continuo de aplicación subterránea, específicamente las máquinas tuneleras tipo TBM. Las máquinas tuneleras, estuvieron limitadas al igual que otros de su especie, al minado de rocas relativamente suaves. Siendo un ejemplo, el roadheader introducido a nuestro país, por la Cía. Minera San Ignacio de Morococha (SIMSA) en 1987, para explotar su depósito con este equipo, sin dar los resultados esperados. Actualmente, gracias a los adelantos tecnológicos y científicos en la informática y la metalurgia, ha sido posible desarrollar los elementos de corte para estos equipos, capaces de cortar cualquier tipo de roca, incluyendo a las de alta dureza, tenacidad y resistencia a la compresión; permitiendo minar con éxito grandes excavaciones. Las TBM estuvieron orientadas principalmente a la excavación de túneles de uso civil como el Eurotunel (50,45 Km), Túnel Lötschberg (33,7 Km), Túnel Guadarrama (38 Km), entre otros. En el Perú, se han aplicado para la excavación de túneles de aducción y trasvase, siendo estos casos los túneles de los proyectos hidroeléctricos de Carhuaquero (Chiclayo, 1981), Chimay (Junín, 1999), ampliación del túnel de aducción de Machu Picchu (Cuzco, 2000) y Yuncán (Pasco, 2000 – 2004), y en actual aplicación en el proyecto trasvase Olmos (Lambayeque). En la minería se aplicó exitosamente la “TBM 156-275” de Robbins para el desarrollo de mina “Lower Kalamazoo (Lower K) de Magma Copper” en Arizona USA (1993), para su explotación por Block Caving. Esta máquina, aperturó galerías, rampas, cruceros, etc. con un diámetro de 4,62 m y una longitud total de 10 363 m, en un tiempo récord de 1,3 años. También se pueden citar, los casos de la Cía. Minera Stillwater (Montana USA), Cía. Minera INCO (Canadá), Cía. Minera Pasminco, Mount ISA Mines Holdings, entre otros, que han desarrollado o explorado sus minas con este sistema de excavación, entre ½ y 1/3 del tiempo que hubiera demandado al aplicar el sistema convencional de perforación y voladura.

Bases teóricas o teoría sustantiva. Tuneladoras EPB: Escudos de presión de tierras. (Yepes P., 2015) Las tuneladoras EPB (en inglés, Earth Preasure Balance), son escudos de presión de tierras que se utilizan normalmente en la excavación de terrenos cohesivos. Pertenecen al grupo de tuneladoras que denominamos escudos, y que se diferencian de los topos por la carcasa metálica exterior que sostiene provisionalmente el frente de avance hasta que se coloca el sostenimiento definitivo. Los escudos EPB han sido utilizados con éxito en la construcción de túneles, aunque también puede utilizarse con la técnica de hinca de tubos. Como ventajas se encuentran sus elevados rendimientos, trabajando incluso bajo el nivel freático, su versatilidad y respeto medioambiental, aunque requieren de una elevada inversión económica. El sostenimiento del frente de excavación se realiza con la propia tierra excavada, que se aloja en una cámara de extracción para mantener la presión sobre el frente y minimizar asientos en superficie. Esta función se puede reforzar añadiendo espumas al material extraído, lo cual amplía la aplicabilidad de la máquina, al aumentar la plasticidad de los terrenos. El material se extrae mediante un tornillo de Arquímedes, que en función de su velocidad de extracción y bajo el control de la fuerza de avance proporcionada por los cilindros de propulsión, permite controlar la presión de balance de las tieras. El material excavado se deposita en una cinta transportadora a través de un tornillo sinfín. El transporte del material al exterior se realiza mediante vehículos sobre raíles o camiones. El sostenimiento definitivo del túnel se consigue mediante un revestimiento de dovelas prefabricadas, formadas normalmente por unas siete piezas. En el siguiente link, se muestra un esquema con los componentes principales de nuestra tuneladora EPB para la colocación de dovelas.

Esquema básico de un escudo EPB (Yepes P., 2015) 1. Rueda de Corte. 2. Accionamiento. 3. Cámara de excavación. 4. Sensor de presión. 5. Esclusa de aire comprimido.

6. Erector de dovelas. 7. Dovelas. 8. Cilindros de propulsión. 9. Cinta transportadoras 10. Sinfín de extracción.

Esta máquina puede dividirse en tres partes principales: el escudo y rueda de corte, el back up y el tren de avance. El escudo es la parte principal, donde se encuentra la rueda de corte, los cilindros de empuje y los de guía; también se aloja en esta parte el tornillo sinfín y el erector de dovelas, entre otros. El back up, que normalmente tiene más de 80 m de longitud, aloja la cabina de mando, los motores principales, la cinta de extracción de tierras, la ventilación, el transformador eléctrico, el equipo inyector de espuma y mortero así como las vías del tren. Por último, el tren dispone de vagones para el escombro, un vagón para el mortero de relleno y algún vagón para el transporte de material o personal.

Capitulo III Contenido Del Trabajo Maquinas Tuneladoras (TBM). (Avaria R., 2012) Este sistema de excavación de túneles consiste en la utilización de máquinas denominadas tuneladoras integrales, conocidas habitualmente por las siglas en inglés T.B.M. (Tunnel Boring Machine), en tanto que son capaces por sí solas de excavar el túnel a sección completa

(en general la sección de la excavación es circular) a la vez que colaboran en la colocación de un sostenimiento provisional o definitivo para garantizar la estabilidad de la excavación y además retiran los escombros. La máquina avanza dejando detrás de sí el túnel terminado. La variabilidad de los tipos de terrenos y de sus propiedades mecánicas (abrasividad de las rocas, inestabilidades) a lo largo del túnel, así como las distintas condiciones impuestas por el entorno (presencia de agua, construcciones próximas) implican que las necesidades de sostenimiento y revestimiento y los problemas que puedan surgir a medida que se realiza la excavación sean diferentes de un terreno a otro. Esto, con frecuencia, plantea problemas constructivos por falta de adaptación de la maquinaria utilizada a situaciones muy distintas y dispares; la máquina puede tener graves problemas si el terreno cambia demasiado. Por todo ello, no se puede hablar de una tuneladora “universal” que solucione todos los problemas derivados de la heterogeneidad del terreno que deseamos atravesar (roca o suelo). Siendo así, la tuneladora debe adaptarse al tipo de terreno y, según sea el comportamiento geotécnico de éste, ésta puede presentar diferencias que se reflejan tanto en su diseño como en las operaciones que sea capaz de realizar. Son las características del terreno, por tanto, las que determinan el tipo de tecnología que debemos aplicar o las modificaciones que debemos solicitar al fabricante. Por ejemplo, en el caso de que el terreno que tenemos que atravesar sea roca en la que se detecte presencia de fallas o terreno fracturado, con el consiguiente riesgo de atrapamiento de la tuneladora, se puede pedir al fabricante un incremento de la fuerza de empuje en la rueda de corte, y que la T.B.M. venga provista de equipos de perforación en cabeza. Como consecuencia, las tuneladoras son prototipos adaptados a cada tipo de terreno, por tanto, no suelen ser reutilizables salvo en caso de que se produzca una similitud de las características de los suelos.

Actualmente existen innumerables proyectos de túneles con TBM en diferentes diámetros y longitudes. En América del Sur, existen proyectos de envergadura hidroeléctricos y urbanos donde se han utilizado y se siguen utilizando TBM. Entre los países de Sudamérica se pueden citar Venezuela, Brasil, Perú, Ecuador, Colombia y Argentina. En el caso particular de la excavación en la Cordillera de los Andes, varios proyectos de túneles con TBM han sido completados desde 1980, reportándose un total de 12 proyectos, de los cuales únicamente en 2 se tuvieron inconvenientes que produjeron significativos retrasos o incluso llevaron al abandono de la TBM. La siguiente tabla muestra una lista de los proyectos más relevantes.

Las partes de una tuneladora TBM son:

Tipos de tuneladoras. (WIKIPEDIA, 2018) Las tecnologías básicas que pueden ser aplicadas en función del tipo de terreno que deseamos atravesar se pueden dividir en tres grandes grupos: Tuneladoras de roca dura (topos) y tuneladoras de rocas blandas o suelos (escudos) y tuneladoras de (doble escudo). Durante los últimos años se han desarrollado modelos que podrían denominarse máquinas mixtas, al combinar elementos de los modelos anteriores. Topos: Son

tuneladoras

diseñadas

para

excavar rocas duras

o

medianas,

sin

demasiadas necesidades de sostenimiento. Su diferencia fundamental con los escudos es que no están dotados de un cilindro de acero tras la rueda de corte que realiza la función de entibación provisional. La fuerza de empuje se transmite a la cabeza de corte mediante cilindros (cilindros de empuje). La reacción producida se transmite al hastial del túnel mediante los grippers (fuerza de anclaje).

Cuando se ha terminado un ciclo de avance, se necesita reposicionar las zapatas de agarre (grippers), para la cual se apoya la viga principal en el apoyo trasero. Una vez anclados los grippers en su nuevo emplazamiento, se libera el apoyo trasero y se inicia un nuevo ciclo de avance. El topo ensanchador: Es como su propio nombre indica, aquel topo que se utiliza para agrandar túneles y así evitar las consecuencias de las fuerzas de agarre en la excavación finalizada, ya que los topos ensanchadores tienen los grippers delante de la rueda de corte. Los topos para planos inclinados: están especialmente diseñados para la realización de túneles con pendientes mayores de 10% y que han llegado al 50%. Estos topos han sido utilizados en la construcción de funiculares subterráneos a estaciones de esquinas, túneles de centrales eléctricas, minas, etc. Escudos: Son tuneladoras diseñadas por excavar rocas blandas o suelos, terrenos que necesitan sistemáticamente la colocación de un sostenimiento. Los escudos cuentan con una carcasa metálica exterior (que da el nombre a este tipo de máquina) que sostiene provisionalmente el terreno desde el frente de avance hasta algo más allá de donde se coloca el sostenimiento definitivo, normalmente consistente en anillos formados por unas 7 dovelas. A menudo están preparadas para avanzar bajo el nivel freático. Si se trata de una tuneladora de cabeza giratoria, suele estar equipada con picas, rastreles o rippers" (elementos que arrancan los suelos) y cortadores. También dispone de una serie de aperturas, frecuentemente regulables, por donde el material arrancado pasa a una cámara situada tras la rueda de corte y desde donde se transporta posteriormente hacia el exterior de la máquina. El sistema de perforación: primero los cilindros perimetrales (con un recorrido entre 1,20 y 1,50 m). Cuando finaliza el recorrido de los cilindros de avance, se coloca un nuevo anillo de dovelas (en el interior de la carcasa, que se extiende algo más allá, de forma que el túnel siempre

está sostenido) y se empieza un nuevo ciclo de excavación. Una inyección de mortero o grasa es necesaria para llenar el vacío de 7 a 9 cm de grueso entre las dovelas y el terreno excavado. Este tipo de tuneleras con escudo se divide en las siguientes clasificaciones: Escudos de frente abierto: Se usan cuando el frente del túnel es estable. El sistema de excavación puede ser manual, mediante brazo fresador, con un brazo excavador o con una cabeza giratoria. Con este tipo de máquina, si la cabeza no es giratoria, es posible trabajar con secciones no circulares. Escudos de frente cerrado: Se usan cuando el frente del túnel es marcadamente inestable, por ejemplo en terrenos no cohesivos, saturados de agua, etc, y se divide en: a) Escudos con cierre mecánico: la entrada y salida de material en el cuarto de tierras se regula mediante dos puertas de apertura controlada hidráulicamente. La máquina tiene limitaciones con presencia de agua. b) Escudos presurizados con aire comprimido: prácticamente no se usan. c) Escudos de bentonita o hidroescudos: con la inyección de bentonita se consigue estabilizar el terreno por sus propiedades tixotrópicas y facilitar el transporte de material mediante bombeo d) Escudos de balance de presión de tierras o EPBs: el material es extraído del cuarto de tierras mediante un tornillo de Arquímedes. Variando la fuerza de empuje de avance y la velocidad de extracción del tornillo, se consigue controlar la presión de balance de las tierras, para que ésta garantice la estabilidad del frente y se minimicen los asentamientos en superficie. Para facilitar la evacuación de productos poco plásticos con tornillos, a menudo se han de inyectar productos químicos por aumentar la plasticidad de los terrenos. En la actualidad, las EPB son la tecnología predominante en cuando a excavación de túneles bajo nivel freático.

Doble escudo: Esta maquina es capaz de trabajar como topo o como escudo, en función de la calidad del macizo rocoso, siendo la mejor solución para macizos con tramos de tipología variable suelo-roca. En este tipo de tuneladoras el escudo está dividido en dos partes, la delantera en la que se encuentra la cabeza de corte, y la zona trasera en la que se realiza el montaje del anillo de dovelas. El movimiento de estas dos partes del escudo es independiente, situándose los "grippers" en un hueco abierto entre ambas, por lo que la cabeza puede excavar mientras que en la cola del escudo se van montando los anillos de dovelas. De esta manera los rendimientos alcanzados con este sistema son mucho mayores que con un escudo simple Este sistema se aplica en aquellos terrenos capaces de resistir la presión que transmiten los “grippers”. Al mismo tiempo que los cilindros de empuje principal impulsan hacia delante el escudo de cabeza y la rueda de corte realizan la excavación, en el escudo trasero se procede al montaje de un nuevo anillo de dovelas de sostenimiento al abrigo del mismo. Cuando el terreno es más débil y no es capaz de resistir la presión de los “grippers”, la tuneladora funciona como escudo simple, cerrándose el hueco de los "grippers", y apoyándose la tuneladora, mediante unos cilindros auxiliares, en el último anillo colocado, para así obtener la reacción necesaria para el empuje de la cabeza de corte (es decir, como trabaja un escudo normal). (scribd, 2016) Clasificación de las máquinas tuneleras tipo TBM. (Giraldo P., 2010) La firma Robbins, clasifica a las” TBMs” de la siguiente manera: “ TBM tipo Kelly”, “TBM con viga principal”, “TBM de doble escudo”, “TBM de simple escudo” y “EPB TBM” (The Robbins Co. 1995, 1999). Máquina tunelera tipo kelly (kelly – type tbm): Las máquinas tuneleras tipo Kelly tienen 4 mordazas (grippers) y las unidades de accionamiento en el extremo posterior tal como muestra la fotografía N° 2-15, que corresponde a la “TBM MK 15” de Robbins durante su montaje en

el proyecto hidroeléctrico de Chimay, Chanchamayo (Junín – Perú) (Highbeam 1999, Centrales Hidroeléctricas URL). Estas máquinas están diseñadas para excavar rocas muy duras, como tal están equipados con alta potencia de corte en el cabezal y empuje. Los modelos pequeños hasta MK 12, llevan una configuración similar a las “TBMs” de viga principal (Mean Beam TBMs), pero a partir del MK – 15, estos equipos tienen una disposición única con el rodaje principal doble que permite excavar túneles hasta más de 15 m de diámetro.

Fotografía N° 1: “TBM tipo Kelly MK 15” de Robbins en Chimay.

Los motores principales y los reductores planetarios de engranaje, están ubicados en el extremo posterior y el cabezal con la caja del rodaje principal en el frente de la máquina, proporcionando un gran balance alrededor de los grippers sobre el cuerpo principal. Los pares mellizos de mordazas (grippers) – más la pata delantera en algunos modelos pequeños – soportan el peso total de la máquina durante la excavación y también proporcionan un anclaje sólido en terreno suelto para desarrollar grandes fuerzas de empuje. El área detrás del cabezal proporciona un amplio espacio de trabajo, colocación de pernos de roca y otro equipo. La faja transportadora está ubicada en la parte alta del equipo y puede ser retraído para crear otro espacio para el reforzamiento de roca o perforación de sondaje. TBM con viga principal (mean beam TBM): Las “TBMs” de viga principal, tienen 2 grippers, una zapata de soporte debajo del cabezal con estabilizadores laterales y un soporte activo del techo. Emplean unidades de accionamiento frontal, lo cual permite un control

continuo mientras excava y resulta en pequeños radios de giro, con menor desgaste de cortadores. La fotografía N° 2-16 muestra la “TBM MB 200” en proceso de montaje en el proyecto trasvase Olmos (Lambayeque), con 5,30 m de diámetro (Robbins 2008). Según las estadísticas de Robbins, este tipo de “TBMs” son las que más kilómetros de túnel han excavado en el mundo.

Fotografía N° 2: “TBM” de viga Principal “MB 200” en Olmos (Lambayeque – Perú).

La mayor parte del peso es concentrado en la parte delantera, donde están ubicados los motores principales y los reductores planetarios de engranajes. El cabezal descansa sobre una zapata de soporte que se desliza sobre el túnel invertido, y además es estabilizado por los soportes laterales y de techo accionados hidráulicamente.

La remoción de escombro es

eficiente, las cucharas de escombro de bajo perfil proporcionan limpieza eficiente en el frente del cabezal, de esa forma los cortadores siempre encuentran roca fresca, reduciendo su desgaste causado por retrituración. Entre sus principales características se pueden destacar que los motores de accionamiento y reductores planetarios de engranaje, están montados en conexión directa con el engranaje de anillo de reducción terminal. Con el frente soportado sobre la zapata deslizante, solamente un par de grippers es requerido para reacción de empuje. El transportador del desmonte corre por

la parte interior de la viga principal e ingresa al centro del cabezal, de donde puede ser retraído para proporcionar acceso y espacio para la limpieza y servicio. TBM de simple escudo (single shield TBM): Una “TBM” de simple escudo usa únicamente el revestimiento para la propulsión y la reacción del torque, y se aplican principalmente en formaciones deleznables donde se requiere revestimiento. Están diseñadas para excavar roca dura, fracturada y también terrenos deleznables; es decir, tienen la misma capacidad de trabajo que las “TBMs” descubiertas. Comparado con una “TBM” de doble escudo, esta máquina tiene componentes livianos y por consiguiente una inversión menor. Durante la instalación del revestimiento, la “TBM” permanece improductiva. La aplicación de las “TBMs” de simple escudo en vez de doble escudo, se justifica básicamente por dos razones: primero, que el terreno sea tan pobre que las ventajas del doble escudo no pueden ser utilizadas, mientras que el simple escudo, siendo más corto reduce la probabilidad de ser aplastado por algún derrumbe; segundo, que la longitud del túnel a excavar sea demasiada corta, que no justifica la inversión en una “TBM” de doble escudo.

Fotografía N° 3: Mega “TBM” Herrenknecht “S-317” de 15,43 m de diámetro en Shangai.

Descripción básica de la TBM atlas copco jarva mk 12 Este tipo de TBM consta básicamente de 2 secciones, sección de fijación o estacionaria y la sección de trabajo o móvil (Robbins 1999). La sección de fijación: consta del cuerpo principal, 4 mordazas (grippers) y la pata delantera. Su función de esta sección es soportar todo el peso de la máquina y transferir las reacciones del torque y el empuje a la roca durante la excavación. La pata delantera está ubicado debajo del cuerpo, en el mismo plano que los grippers delanteros, haciendo una “T”. La sección de trabajo: consta del tubo de torque fijado al portarrodaje, y la unidad de accionamiento, y el transportador de escombro. El portarrodaje, soporta el rodaje principal al cual se monta el cabezal. El tubo de torque tiene una sección cuadrada y se desplaza pasante en el cuerpo principal sobre cojinetes de fricción y transfiere vía el cuerpo principal a los grippers y éstos a la roca, las reacciones del torque del cabezal. Los cilindros de empuje unen la sección de fijación con la de trabajo e impulsan su movimiento contra el frente de excavación produciendo la trituración de la roca. El ROADHEADER (RH). Son equipos montados sobre orugas y con cabezal cortante de dimensiones muy inferiores a la sección de la excavación y con configuraciones diversas (helicoidales, tambores simples o dobles, etc.). Atacan el frente con movimientos de escariado, es decir, por ensanchamiento de la excavación. El avance en la dirección del túnel no es continuo, su empleo tiene éxito en terrenos relativamente suaves. Los ingleses lo bautizaron con el nombre de “ROADHEADER” (White 1987). Entre otros fabricantes se pueden citar a Goodman y Sullivan(USA), Paurat(Alemania), Atlas Copco (Suecia), Voest-Alpine Berktechnik(Austria). Su diseño es para la excavación de rocas de dureza media a baja. En nuestro país, la única vez que efectivamente se intentó aplicar una de estas máquinas fue en la mina San Ignacio de Morococha (SIMSA), en 1987, donde se introdujo el Roadheader PAURAT GMBH E-134

(Rubio 1987), que ilustra la fotografía N° 2-21. Referente a sus características y performances alcanzados se detalla en los puntos siguientes. Otro Cía. que intentó aplicar este sistema de minado en el Perú, fue el Grupo Hochschild, en su unidad de producción Selene, sin entrar en operación; se trata del Roadheader Alpine Miner AM50, capaz de excavar rocas con una resistencia a la compresión hasta de 70 MPa, con área de excavación de 6 á 18 m2. El cabezal de corte está provisto de dos tambores a ambos costados provistos de picas dispuestos en helicoide.

Fotografía 4: Roadheader Paurat GMBH E – 134

Diámetro del cabezal: 4100 mm (con discos nuevos) Rodaje principal: Doble rodillo ahusado Cabezal:

Capacidad instalada: 1000 Kw

Velocidad de rotación: 12,2 RPM Torque: 783 kNm (79 850,34 kg m). Empuje recomendado del cabezal: 7209 kN, máxima para continua operación. Tipo de cortador Disco Robbins, cuña de traba de: 432 mm.

Disposición de cortadores de 17” 4 centrales (2 discos mellizos), 18 frontales y 5 cantoneras. Carga recomendable por cortador: 267 kN (27 226,26 Kg). Empuje recomendado del cabezal: 7209 kN (735 116,15 Kg) Carrera (stroke): 1500 m

Configuración del accionamiento: Motores principales, número/tipo: 250 Kw x 4 motores AC = 1000 Kw Reducción, engranaje planetario 30,736:1 planetario de 2 etapas Piñón/engranaje anular, Zp / Zrg = 21 / 83 3,951:1 Reducción total: 121,482:1 Sistema hidráulico: Presión máxima del Sist. Hidráulico: 345 bar (34,5 Mpa) Máxima presión normal de trabajo: 276 bares (circuito de empuje) Remoción de escombro: Transportador (conveyor) Ancho de faja: 600 mm Velocidad de la faja transportadora 0 – 2,4 m/s, mando hidráulico Distancia de retracción del transportador 4 200 mm

Sistema eléctrico: Diseñado para suministro de energía de: 7 200 V / 60 Hz Circuito eléctrico del motor principal: 660 V, 3 fases, 60Hz Otros circuitos de motores eléctricos: 460 V, 60 Hz Iluminación y tomacorrientes: 120 V, 60 Hz Sistema de control : PLC 24 V DC Transformadores 2 x 630 kVA, 6 000 V / 660 V 1 x 600 kVA, 7 200 V / 400 V PESO DE LA MÁQUINA: 190 Tons Longitud de TBM + transportador primario: 15,30 m. TBM WIRTH TBS III 458/480H Diametro cabeza de perforacion Potencia de funcionamiento Rotación de la cabeza Par de la maquina Presión de avance Carrera de avance Velocidad

Nº Cilindros de Avance Potencia Total Instalada Equipo de Apoyo Logística y transporte

4.58m 4x 240kw 0 a 7 rpm 1000 knm 275 bar 1500 mm 0 a 5m/hr

4 1500 kw Backup con 13 carros. L= 120m En base a locomotoras eléctricas de 10 ton con vagones de 8m3 para evacuación de la marina.

SELI DOBLE ESCUDO UNIVERSAL COMPACTO DSU450 Diametro de Excavación Longitud de Avance Cortadores

4500 mm 1400 mm 28 de 19" de diametro (Max. 300kN/cortador)

Empuje Máximo Principal Empuje Máximo Auxiliar Potencia de Cabeza Cortadora Vel. Rotación Cabeza

instalados detrás de la cabeza, sin tener que 15700kN acceder a la frente. 14300 KN 1575kW 0,7 a 4,0 rpm

Torque Cabeza Cortadora Cortadora

2612kNm(3395kNm desbloqueo)

Capacidad Cinta

320 ton/h

Máxima Tasa Penetración TRANSPORTE

120mm/min

Longitud Total (incl. Backup)

90m

Ventilación

Ducto plegable de 800mm, alimentado desde atrás.

Tuneladoras Shaft Boring. (Avaria R., 2012) Herrenknecht, proveedor alemán en soluciones técnicas integrales en túneles mecanizados, cuenta con diferentes equipos, entre los que se puede destacar Shaft Boring Machine (SBM) que desarrolla excavación mecanizada profunda de piques ciegos verticales en condiciones de roca dura. El proceso de excavación secuencial semi-fullface se basa en el uso de una rueda de corte que gira al excavar el diámetro del eje completo en un proceso de dos etapas para un ciclo completo. En la primera etapa se excava una zanja con una rueda de corte que gira alrededor de su eje horizontal y que es empujada por cilindros hacia abajo. En la segunda etapa de excavación, toda el área de banco se excava con una rueda de corte que gira en 180° alrededor de un eje vertical. La circunferencia de la rueda de corte y la periferia de ambos lados está equipada con herramientas apropiadas de corte para excavar la roca y ductos para retirar la marina mientras gira. Este método de excavación y remoción de lodo, es un proceso continuo. En tanto, la marina que es guiada a lo largo de los canales internos, se descarga por gravedad sobre una cinta transportadora. También, la empresa cuenta con la tuneladora Shaft Boring Roaderhead (SBR) desarrollada para aplicaciones en roca suave y de dureza media con diámetros variables. La máquina cuenta con un tambor de corte de accionado eléctrico que se instala en el extremo delantero de un brazo telescópico. Su ciclo de excavación de 1 m de profundidad se compone de cinco sub-ciclos de

200 mm, utilizando la función de corte con brazo telescópico. Después de que el ciclo de excavación termina, la SBR se restablece y baja 1 m para luego comenzar un nuevo proceso. Desde la compañía indican que el procedimiento de corte automatizado reduce los errores del operador y permite un proceso continuo. Asimismo, todos los sistemas son monitoreados y controlados por el trabajador a través de las pantallas de un computador con respaldo de datos. Por otra parte, se encuentra la maquina Shaft Boring Cutterhead (SBC) que consiste en una unidad de hundimiento con eje mecánico para la excavación de pozos ciegos en condiciones de roca dura con un diámetro de hasta 8,6 metros. La SBC utiliza un cabezal de corte con forma cónica equipado con cortadores de discos, cuya secuencia es automatizada. Cada componente de la máquina ha sido diseñado para alcanzar una tasa de corte instantáneo de 6 metros por día. Durante el proceso de excavación, el personal que trabaja en la SBC no está expuesto a la frente del pozo por la posible caída de rocas y polvos.

Main beam. Desde Robbins destacan la tuneladora Main Beam de gripper abierto de 4,13 metros de diámetro de excavación para la excavación de túneles en Roca, esta máquina no monta anillos de revestimiento de hormigón sino que opera mediante un revestimiento tradicional de pernos y shotcrete. Tiene un empuje continuo de 2 metros de excavación, un sistema de anclaje de Rock bolts, shotcrete, montaje automático de malla, perfil metálico de sostenimiento de terreno y realiza extracción de testigos. Es un sistema automatizado que puede lograr una velocidad media de avance 188 mm/min empuje máximo regulado 9.000 kN, y puede perforar en rocas de hasta 300 KN de compresión uniaxial simple. El producto de la excavación y el escombro es trasladado fuera del frente y del túnel por banda transportadora para retirando el material continuamente a medida que la excavación avanza dejándolo en los depósitos específicos. Esta

máquina se encuentra en el proyecto de la hidroeléctrica Alto Maipo, ubicado por los alrededores del embalse del Yeso. Raise boring. Marti S.A., empresa constructora con casa matriz en Suiza, cuenta con equipos Raise Borer de gran envergadura, que permiten excavaciones verticales hasta 1.000 metros de profundidad y con un diámetro hasta de 6,0 m. Estos equipos mayores (Raise Borer RBM-600-VF), cuentan con una fuerza de empuje de 10.000 kN, un torque de 600 kNm, un peso de 48 ton y una altura de 6,65 m. Esta máquina se encuentra actualmente presente en el proyecto Chuquicamata de Codelco, efectuando excavaciones verticales. Perforadora caterpillar. La empresa destaca el modelo MD6540D montada sobre orugas con motor diésel. Esta está diseñada para perforar hasta una profundidad de 65,7′ (20 m) y hasta 15″ (381 mm) de diámetro con una capacidad de pull-down de 110.000 lbs (49.895 kgs) y una resistencia de izado de 86.000 lbs (39.010 kilogramos). Cuenta con compresor a bordo de 3.600 cfm de capacidad. Asimismo, tiene tecnología en el equipamiento estándar de sistemas de perforación y nivelación automática, estos dos componentes son la plataforma para la operación autónoma. Perforadoras terraservice. La empresa Terraservice destaca la perforadora Segoqui 1920 para captación de agua subterránea, mediante los sistemas de circulación directa, inversa, rotopercusión y rotopercusión con circulación inversa. Con una capacidad de 1.000 metros de profundidad en rotopercusión y circulación directa; y de 600 metros de profundidad en circulación Inversa. Ideal para construcción, habilitación y desarrollo de pozos de agua, tanto de monitoreo como de producción. También se usa para pozos y pruebas hidrogeológicas, como parte de estudios geotécnicos o de exploración.

Otra perforadora es la EDM 2000, máquina multipropósito montada sobre camión con capacidad de perforación diamantina de 2.100 metros y en aire reverso de 650 metros. Esta es apta para trabajos de exploración o explotación geológica o identificación de recursos geológicos en minas en producción. También, se encuentra en el mercado la máquina perforadora Schramm T685WS montada sobre camión. Su capacidad de reducción simple en la rotación de la unidad superior de cabeza y sus sistemas de manejo de barras (Rod Handler) la convierten en un equipo adecuado para perforación en pozos de agua, exploración geológica y explotación en minas de desarrollo. Utiliza martillos de fondo, triconos, lodo inundado y perforación con barras de doble pared, aire reverso y reverso inundado. Boxhole boring machine. Esta tuneladora está diseñada para la excavación de agujeros de ranura y ejes verticales o inclinados de pequeño diámetro. La ventaja del sistema de BBM es el concepto de perforación ciega que permite una amplia gama de aplicación en el campo de la minería. La cartera de productos de Boxhole de Herrenknecht incluye los tipos BBM1100 y BBM1500, donde sus nombres indican el diámetro de perforación en milímetros. Las maquinas cuentan con potencias de entre 160 kW y 200 kW, con un torque máximo de 135 kNm y una máxima fuerza de empuje de 2,500 kN. Según la empresa, los dos componentes elementales de la BBM proveen los elementos necesarios para la perforación: el marco de apoyo que proporciona la fuerza de empuje y la unidad de perforación que provee el movimiento de rotacional. En tanto, su unidad de poder es de tipo electro-hidráulico para todo el sistema, y la manguera y el tambor de cable transmiten todas las señales de comunicación requeridas para la perforación. Para asegurar el fácil transporte de éstas a las áreas de producción en condiciones bajo tierra confinadas, el sistema es montado en una unidad trasportadora compacta. Esta tecnología no necesita preparativos preliminares (fundaciones de hormigón).

Srk consulting en seminario de túneles. En septiembre se realizó en Argentina la 5ª Jornadas de Tunelería y Espacios Subterráneos, organizado por la Asociación Internacional de Túneles y Espacios Subterráneos (ITA) y la Asociación Argentina de Túneles y Espacios Subterráneos (AATES). Allí, se presentó Alejandro Palma, gerente general de SRK Consulting (Chile) quien expuso desde la conceptualización del proyecto hasta la conclusión exitosa del primer túnel excavado con una máquina tuneladora (TBM) de doble escudo en Los Andes chilenos. “El túnel de 7,9 km de longitud y 4,5 de diámetro, representó un gran desafío ingenieril, por cuanto los aspectos de ubicación, logística, ventilación, clima, seguridad e interferencias con un área industrial de la División Los Bronces de Anglo American, debían ser meticulosamente abordados en el proyecto y fueron finalmente los elementos decidores por parte del mandante en utilizar esta tecnología”, explicó. Asimismo, Palma destacó que los plazos de construcción fueron logrados obteniendo avances de excavación de 578 metros por mes y 47 metros por día. Con cero fatalidad y demostrando que esta tecnología es viable de ser utilizada en Chile, “el túnel exitosamente excavado ha sido catalogado como un gran hito en la historia de la Ingeniería chilena y precursor de los proyectos con TBM que en este momento se encuentran en construcción”, finalizó. Línea junjin tromax Por otro lado, existe el modelo JD800E marca Junjin (Corea), que perfora pozos de entre 64 y 102 mm de diámetro a una profundidad de hasta 20 metros, y el modelo JD1300E, que perfora entre 76 y 114 mm de diámetro hasta una profundidad de 25 metros. Estos equipos se utilizan para perforación en superficie de pozos para tiros de explosivos (tronadura en excavación de roca) y para instalación de pernos de anclaje en fortificación de taludes. “Son equipos diferentes a los utilizados para sondaje, ya que no obtienen testigos de roca, sino que hacen pozos y

pulverizan el material a medida que avanza la perforación”, cuenta Esteban Aste, gerente de operaciones de Tromax. Estos equipos tienen rendimientos promedio de 18 metros lineales/hora, lo que se traduce a unos 2.000 ml/mes, considerando 180 horas de trabajo mensual y una utilización efectiva del 70 por ciento. Asimismo, están diseñados para efectuar perforaciones en roca de distintas características de dureza, abrasividad, homogeneidad, entre otras. Para tal efecto, sobre orugas, se ha montado el motor, la cabina de mandos y la torre de perforación, la que lleva a su vez montada la perforadora en sí y un cambiador de barras tipo carrusel. La máquina que trabaja con el sistema de rotopercusión además de empuje “pull down”. Las barras son las que van penetrando en los pozos gracias a que la primera de ellas lleva una broca (bit) del diámetro del pozo que se desea perforar. A medida que el pozo se hace más profundo se van conectando más barras entre sí. El largo de barra que utilizan las perforadoras es típicamente de 3,66 metros. Correctamente controlado por el operador, el agujero va tomando forma con la barra girando, percutando y también soplando aire comprimido a través de un agujero central que tiene la barra, con el propósito de ir expulsando el material molido (detritus) para dejar la excavación libre de residuos y con la longitud estipulada. Este sistema o tecnología de perforación se denomina “top-hammer”. Furukawa. Otra perforadora para la industria minera es la Furukawa modelo HCR 910DS de Tromax tipo top-hammer. Esta máquina de origen japonés que tiene un peso total de 10 toneladas, alcanza a perforar entre las 2,5” y 4,0” de diámetro y puede llegar hasta los 20 metros de profundidad. Desde la empresa cuentan que su menor peso y dimensiones la hacen ideal para trabajos de perforación y tronadura en espacios más reducidos, así como también en

fortificación con pernos de anclaje y de autoperforantes. Está diseñada para trabajos de superficie, pero también en túneles y piques mineros y urbanos. Ventajas de la utilización de las tuneladoras: La utilización de tuneladoras presenta una serie de ventajas frente a los métodos tradicionales: 

Mayor rendimiento en el avance de la excavación, además de quedar el túnel

prácticamente terminado al colocarse el revestimiento al mismo tiempo que se va perforando el terreno. 

La mecanización y automatización de la excavación (transporte de escombros

mecanizado, operación de corte, etc.) han reducido considerablemente el esfuerzo físico de los operarios. 

Al tratarse de una máquina integral que abarca la sección completa, esto supone

una protección de la clave y se disminuye el posible riesgo derivado de la inestabilidad del frente de excavación; como consecuencia de aplicar la T.B.M. un empuje relativamente constante en la roca, lo que supone un incremento de la seguridad. A esto hay que añadir que son máquinas que han sido diseñadas teniendo en cuenta medidas preventivas de seguridad (barandillas de paso de operarios, cámaras de supervivencia, sistemas de extinción de incendios). Y gracias a su aplicación los accidentes laborales en el frente casi han desaparecido y existe un control riguroso de acceso a la obra. Riesgos en el empleo de tuneladoras. El empleo de tuneladoras mejora la seguridad. Esto no significa que se esté exento de riesgos; aun con las T.B.M., una construcción de túneles es una obra dinámica, en la que siempre ocurren imprevistos. Además, se ha de tener en cuenta que se está ante una máquina de alto coste y que es un prototipo diseñado para responder a las necesidades de un terreno de características

determinadas. Una inadecuada elección o mal diseño de la tuneladora o un equipo humano no especializado en su manejo supondrán un fracaso en su correcta utilización, puesto que una vez comenzada la obra, no se pueden realizar cambios en la máquina. En caso de atrapamiento, los trabajos de liberación son lentos, difíciles y peligrosos, y provocan paradas durante meses. Esta situación puede suponer, en algunos casos, un coste tan elevado que hace que el sistema deje de presentar ventajas. Por tanto, la versatilidad de las máquinas debe tenerse en cuenta en el momento de elegirlas. Para hacer una selección correcta de la tuneladora, resulta imprescindible tener un conocimiento preciso y a tiempo de las características del terreno que debemos atravesar para una definición correcta de dicho terreno. De tal modo que podamos establecer todas las medidas que prevengan la aparición de tipos de suelos imprevistos y evitar peligros que afecten tanto al equipo humano como a los medios técnicos. No hay que olvidar que el trabajo se desarrolla bajo tierra (ambiente subterráneo) y que, además, existe desplazamiento a medida que excavamos. Es por ello que, durante la ejecución de la obra y a su terminación, se pueden presentar riesgos. Así, en el estudio del terreno se deben tener en cuenta factores como: 

Posibilidad de asientos del terreno que puedan suponer un colapso del túnel, por lo

que se intentará siempre que por encima del túnel haya suficiente montera. 

Posibilidad de presencia de agua que pueda suponer problemas en la

excavación, tales como derrumbes.   

Pérdida de terreno que hace que en ocasiones aparezcan chimeneas. Bloqueo de la tuneladora en el terreno. La dureza y abrasividad de las rocas se traducen en una reducción importante del

rendimiento y un aumento considerable del mantenimiento de la máquina; por ejemplo, el cambio de los discos de corte que, debido a la abrasión del terreno, se desgastan con mayor

facilidad. Y como consecuencia de ello puede pasar que el procedimiento deje de ser económicamente rentable o incluso resulte inviable.  

Presencia de gases. Posibilidad de que se produzca un incendio. Este riesgo se incrementa en

túneles de gran longitud, y puede disminuir, sobre todo si se van construyendo a la vez las necesarias vías de emergencia. 

Imposibilidad de realizar tratamientos del terreno desde el interior del túnel.

Las tuneladoras son máquinas complejas que requieren para su manejo y buen funcionamiento de un equipo humano especializado, que pueda sacar el máximo provecho de la tuneladora y tenga capacidad de reacción sobrada para encontrar soluciones a todos los problemas e imprevistos que puedan surgir. El coste de mantenimiento de una tuneladora es muy elevado, y se compensa con el aumento del rendimiento que la utilización de ésta supone ante otros métodos de excavación. En ocasiones y debido a circunstancias ajenas a la excavación en sí, pueden producirse riesgos financieros (fundamentalmente “Pérdida de Beneficio”), debidos a un retraso en la obra por problemas tales como aumento del tiempo invertido en recambios, atrasos logísticos y de abastecimiento, y mantenimiento. Por ejemplo, la tuneladora necesita ser abastecida de forma continuada con energía eléctrica y un retraso en la logística del proceso supone largos tiempos de parada de la excavación por razones ajenas a la misma que, además, pueden suponer un riesgo financiero. La rutina en la tarea puede suponer un inconveniente al olvidar el personal los riesgos presentados en el entorno de trabajo.

Estabilidad del frente, movimientos del terreno, y sostenimiento. Para tener éxito a la hora de diseñar y

construir un túnel es necesario tener

dominados estos tres aspectos básicos: estabilidad, movimientos del terreno y sostenimiento. La estabilidad del frente es esencial desde el punto de vista de la seguridad durante la ejecución,

tanto

dentro

del

túnel

como

en

superficie.

Antes

de

instalar

el

sostenimiento existe una porción de terreno que se debe mantener estable. El estudio de los movimientos en el terreno y su consecuente afección a las construcciones es de particular importancia en el entorno urbano. Por un lado se han de establecer los límites admisibles para no causar daños a estructuras y servicios cercanos al túnel y por otro lado se han de prever los posibles asientos

y sus causas. Contrastando ambas informaciones se

adoptarán las medidas constructivas necesarias para ejecutar el túnel con la mayor garantía de seguridad. El sostenimiento del túnel debe ser diseñado para que funcione correctamente durante toda su vida útil. Se diseñará para que sea capaz de resistir todas las solicitaciones a las que se pueda ver sometido: las cargas del terreno, del agua, las deformaciones que puede llegar a sufrir y las cargas aplicadas tanto en fase constructiva como de servicio.

EQUIPOS AUXILIARES POR TIPO DE TUNELADORAS TBM

CICLO GENERAL DE TRABAJO DE TUNELADORAS TBM

Capitulo IV Conclusiones. 

Los resultados que permitirán predecir la producción de las máquinas tuneleras tipo

TBM en un determinado período de tiempo conociendo el tipo de roca. Sin embargo, amerita realizar otros estudios similares, a fin de mejorar la certeza de la productividad en función del tipo de roca. 

El conocimiento de la productividad de las TBM en función del tipo de roca, permitirá

hacer un planeamiento más certero del avance de la excavación en un período a fin de tomar las previsiones operacionales en un proyecto tunelero. 

El

costo

de

excavación

revestimiento, ventilación, etc;

con

TBM,

sin

considerar

el

sostenimiento,

resulta superior a la de la perforacion y voladura. Sin

embargo, para grandes longitudes esta diferencia es mínima o nula. 

Las máquinas tuneladoras TBM son muy útiles para la construcción de túneles, ya que

poseen mayor rendimiento de avance que ofrecen otros sistemas de excavación. 

Para poder elegir la tuneladora correcta para un lugar específico, se debe tener en cuenta

las características propias del lugar, como son las propiedades geológicas, características de sostenimiento, tiempo requerido para el término de la obra, recursos disponibles, etc. 

La calidad de la roca determina las características que debe tener la TBM, no se podrá

utilizar cualquier tipo de tuneladora que no sea apropiada a las características del macizo rocoso.

Recomendaciones. 1.

Para túneles de gran longitud, conviene aplicar TBMs, basado en su ventaja comparativa

de 54,8 % respecto a la P&V. 2.

Para seleccionar una adecuada TBM intervienen muchos parámetros, siendo el principal

lo geológico.

3.

La longitud mínima de túnel para aplicar una TBM de 4,10 m de diámetro en el Perú,

sería 6 500 m, y para la P&V con alta mecanización 2 500 m. 4.

La velocidad de excavación con TBM es 2 á 3 veces más rápido que con P&V,

permitiendo recuperar la inversión en menor tiempo y con mayor rentabilidad de un proyecto tunelero. 5.

El factor que más afecta la productividad de las TBMs descubiertas es el tipo de terreno.

La TBM MK 12 alcanzó avances hasta de 32,45 m/Gdia y 48,60 m/día en roca tipo B y en roca mala (C-L), 0,18 m/día. 6.

En terrenos deleznables el mayor porcentaje del tiempo se emplea en sostenimiento.

7.

La aplicación de minadores continuos ha aumentado vertiginosamente en sustitución de

la P&V. 8.

La TBM deja un contorno de excavación liso, no perturba a la roca remanente

requiriendo menos elementos de sostenimiento y revestimiento, su funcionamiento no produce emanación de gases ni polución. 9.

Invocar a las autoridades universitarias y al gobierno central, dar más apoyo a la

investigación tecnológica y científica, como una única vía para propiciar el desarrollo de nuestro país. 10. Implementar laboratorios para pruebas de perforabilidad, desgaste de las brocas, desgaste de los cortadores, excavabilidad, volabilidad, ripabilidad, y cortabilidad de las rocas peruanas. 11. Realizar estudios más específicos de los parámetros de operación de las TBMs, caso: Tipo de TBM para rocas peruanas, estudio de cortadores, parámetros de excavación, entre otros.

Bibliografía Avaria R., P. (01 de OCTUBRE de 2012). CONSTRUCCION MINERA Y ENERGIA. Recuperado

el

04

de

NOVIEMBRE

de

2018,

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NOVIEMBRE

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2018).

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Obtenido

de

https://es.wikipedia.org/wiki/Tuneladora Yepes P., V. (09 de noviembre de 2015). Universidad Politécnica de Valencia. Recuperado el 02 de Noviembre de 2018, de https://victoryepes.blogs.upv.es/2015/11/09/tuneladorasepb-escudos-de-presion-de-tierras/

RAISE BORING

MAIN BEAM

TUNELADORAS SHAFT BORING

ANEXOS

BOXHOLE BORING MACHINE

PERFORADORAS TERRASERVICE

PERFORADORA CATERPILLAR

LÍNEA JUNJIN TROMAX

DOBLE ESCUDO

SRK CONSULTING EN SEMINARIO DE TÚNELES

FURUKAWA Preparación de una de las tuneladoras para su descenso a las profundidades.

PIURA - PERÚ