CAPÍTULO 4 EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS ÍNDICE

CAPÍTULO 4
EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS
ÍNDICE
4
EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS ......................................................................... 4-1
4.1
EXCAVACIÓN SUBTERRÁNEA EN LOS TÚNELES Y GALERÍAS ........................... 4-1
4.1.1
Alcance del trabajo..................................................................................................... 4-1
4.1.2
Aspectos Generales ................................................................................................... 4-1
4.1.3
Clasificación de la roca .............................................................................................. 4-3
4.1.4
Límites de excavación ................................................................................................ 4-5
4.1.5
Registros de excavaciones subterráneas ................................................................... 4-5
4.1.6
Ejecución del trabajo .................................................................................................. 4-6
4.1.7
Medida y pago ......................................................................................................... 4-17
4.2
CERCHAS METÁLICAS DE SOPORTE .................................................................. 4-18
4.2.1
Alcance del trabajo................................................................................................... 4-18
4.2.2
Materiales ................................................................................................................ 4-18
4.2.3
Ejecución del trabajo ................................................................................................ 4-19
4.2.4
Medida y pago ......................................................................................................... 4-19
4.3
PLACAS DE ADEME ............................................................................................... 4-20
4.3.1
Alcance del trabajo................................................................................................... 4-20
4.3.2
Materiales ................................................................................................................ 4-20
4.3.3
Ejecución del trabajo ................................................................................................ 4-20
4.3.4
Medida y pago ......................................................................................................... 4-20
4.4
PERNOS DE ANCLAJE ........................................................................................... 4-20
4.4.1
Alcance del trabajo................................................................................................... 4-20
4.4.2
Documentos a presentar .......................................................................................... 4-21
4.4.3
Tipos de pernos ....................................................................................................... 4-21
4.4.4
Materiales ................................................................................................................ 4-22
4.4.5
Ejecución del trabajo ................................................................................................ 4-23
4.4.6
Control de calidad .................................................................................................... 4-24
4.4.7
Trabajos de obturación y tratamiento de fallas ......................................................... 4-25
4.4.8
Medida y pago ......................................................................................................... 4-26
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS OBRAS CIVILES
CAPÍTULO 4. EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS
4-1
4
EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS
4.1
EXCAVACIÓN SUBTERRÁNEA EN LOS TÚNELES Y GALERÍAS
4.1.1
Alcance del trabajo
.1
El trabajo cubierto por esta especificación consiste en el suministro de las instalaciones
temporales, equipos, mano de obra y materiales necesarios para ejecutar todas las
operaciones relacionadas con las excavaciones subterráneas en los diferentes tipos de
roca, utilizando los métodos propuestos por el Contratista y aprobados por el Ingeniero.
.2
60 (Sesenta) días antes de iniciar los trabajos de las excavaciones subterráneas, el
Contratista deberá presentar para aprobación del Ingeniero una descripción detallada
de los procedimientos, equipos y personal para efectuar los trabajos, la cual debe
comprender la metodología que utilizará para ejecutar la excavación propiamente
dicha, colocar el soporte durante la construcción y efectuar el revestimiento definitivo
de las zonas que lo requieran. La información deberá incluir, además de los trabajos
de excavación y disposición de materiales, los sistemas de soporte, control de
infiltraciones y medidas de seguridad. Si el Contratista se propone modificar sus
procedimientos de excavación, deberá presentar de nuevo a la aprobación del
Ingeniero, detalles completos de los métodos que propone utilizar en los trabajos.
4.1.2
Aspectos Generales
.1
A continuación se describen algunos aspectos generales relativos a las excavaciones
subterráneas, los cuales se tratan en detalle más adelante, en este capítulo.
 Tuberías de aire comprimido y agua. El Contratista deberá suministrar, instalar y
operar todas las tuberías para agua y aire comprimido para la ejecución de sus
trabajos, incluyendo todos los accesorios que se requieran; además, se deberá
encargar del mantenimiento de todas las tuberías.
 Alumbrado y fuerza motriz. Todos los túneles y obras subterráneas deberán tener
instalaciones eléctricas con capacidad suficiente para fuerza motriz y alumbrado. El
Contratista deberá suministrar e instalar los cables, alambres aislados,
transformadores, luminarias, accesorios y demás elementos relacionados con las
instalaciones eléctricas requeridas para ejecutar las obras subterráneas. Estas
instalaciones se deberán hacer de acuerdo con lo estipulado en las normas de la
legislación Boliviana.
 Ventilación. El Contratista deberá suministrar aire fresco suficiente para el personal
que trabaje dentro de las excavaciones subterráneas, por medio de varias plantas
de ventilación forzada. En especial, el Contratista deberá tener en cuenta las
normas y requerimientos de ventilación, de acuerdo con el número y capacidad de
los equipos diesel. No se permitirán equipos con motor a gasolina. El sistema
deberá incluir todos los ductos, ventiladores y accesorios necesarios para llevar el
4-2
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS OBRAS CIVILES
CAPÍTULO 4. EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS
aire hasta los frentes de trabajo. El sistema de ventiladores deberá tener por lo
menos una capacidad adicional del 50% de la teórica, para atender los
requerimientos de ventilación en caso de daño de algunos elementos del sistema.
.2
El sistema de ventilación deberá incluir aparatos detectores de gases en el aire, así
como el equipo para su calibración, con los cuales se pueda medir la concentración de
gases en el aire, tanto en el frente de excavación como en cualquier otro sitio de la
excavación.
.3
Igualmente, el sistema de ventilación deberá incluir anemómetros con los cuales el
Contratista deberá medir, por su cuenta, la velocidad del aire en las excavaciones
subterráneas.
.4
Los tubos de escape de todos los equipos que operen con motores de combustión
interna que se empleen en la realización de esta parte de la obra deberán estar
dotados de purificadores adecuados, los cuales deberán mantenerse en condiciones
de operación satisfactorias, para lo cual será necesario que se cumplan las normas
establecidas por el fabricante de los purificadores.
.5
Sistemas de comunicación y señalización. El Contratista deberá suministrar e
instalar un sistema de comunicaciones que conecte los frentes de trabajo con los
portales, y disponer además de sistemas adicionales de emergencia que permitan las
comunicaciones en caso de falla del sistema principal. También deberá proveer los
túneles y demás excavaciones subterráneas, de sistemas luminosos de señalización,
para controlar el tráfico de vehículos y personas, con el fin de evitar accidentes.
.6
Explosivos y voladuras. El manejo de los explosivos y la ejecución de las voladuras
se deberán regir por las estipulaciones del numeral Error! Reference source not
found., Excavación de roca por voladura, de estas especificaciones técnicas. Por lo
menos con sesenta días de anticipación a la iniciación de los trabajos con voladuras, el
Contratista tendrá los detalles específicos sobre esquemas de perforación, profundidad
y distribución de barrenos; tipo, potencia y características de los explosivos y
detonadores, e información sobre las voladuras de prueba y sitios donde se propone
realizarlas.
.7
Control de vibraciones. El control de las vibraciones durante las excavaciones
subterráneas deberá ajustarse a lo establecido en el aparte Control de vibraciones, de
estas especificaciones.
.8
Sobreexcavaciones. En caso de que se presente una sobreexcavación y ésta quede
adyacente a una estructura de hormigón, como en el caso del revestimiento de los
túneles, el relleno se deberá hacer con hormigón estructural de la misma calidad que
el hormigón de la estructura adyacente. Las sobreexcavaciones, así como el relleno de
las mismas, correrán por cuenta del Contratista.
.9
Control de aguas. El control de aguas durante la construcción de las obras
subterráneas se deberá hacer como se estipula en el Capítulo Error! Reference
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS OBRAS CIVILES
CAPÍTULO 4. EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS
4-3
source not found., Evacuación del agua durante la construcción, de estas
especificaciones técnicas.
.10
Escombros.
Todos los escombros se deberán retirar de las excavaciones
subterráneas para que las superficies excavadas permanezcan limpias.
Los
escombros se deberán llevar a las áreas de depósito que se muestran en los planos o
que indique el Ingeniero, o directamente a los sitios de procesamiento, cuando vayan a
utilizarse para la construcción de las obras.
.11
Otras entidades o personas, debidamente autorizadas por el Ingeniero podrán utilizar
materiales resultantes de estas excavaciones, pero sólo aquellos en exceso, que el
Contratista no vaya a utilizar en la obra.
.12
Ensayos. Durante la construcción de las obras subterráneas, el Ingeniero podrá
realizar un programa de mediciones “in-situ” de propiedades de la roca, que podrá
generar algunas interferencias con el avance de las obras. Para tal programa, el
Contratista suministrará agua, energía eléctrica, iluminación y ventilación y prestará
toda la colaboración que el Ingeniero le solicite.
.13
Durante la excavación de las obras subterráneas, el Ingeniero realizará ensayos de
fracturamiento hidráulico o de hidrogateo. Las perforaciones que se requieran para la
realización de estos ensayos serán ejecutadas por el Contratista –“Perforaciones e
Inyecciones” El número y localización de estos ensayos y de las perforaciones
requeridas para su ejecución serán definidos por el Ingeniero en el sitio. El Contratista
deberá considerar las interferencias que puedan tener la realización de estos ensayos
en la ejecución de las excavaciones, pues no se le reconocerá extracosto alguno o
extensión de plazo por este motivo. Dentro su Propuesta deberá estar incluido el
suministro de energía, ventilación, iluminación, drenaje, agua técnica y seguridad
industrial y otros hasta la terminación de la excavación.
.14
Mapeo geológico. El Ingeniero realizará en todos los frentes, a medida que avanza la
excavación, el mapeo de la superficie expuesta, registrando aspectos como litología,
diaclasas, flujos de agua, y cualquier otro accidente que presente. Si el Contratista
ejecuta túneles piloto, el mapeo se hará en la medida que el avance lo permita en cada
túnel piloto; el Contratista no podrá iniciar el ensanche del pozo o túnel antes de que se
termine el mapeo. El Contratista prestará toda la colaboración que el Ingeniero requiera
para realizar el mapeo y lo mantendrá informado de las voladuras en las zonas que
requieran protección con hormigón proyectado, con el fin de que el mapeo se pueda
realizar antes de que se cubra la roca.
4.1.3
Clasificación de la roca
.1
Para establecer los sistemas de soporte temporal y definitivo de las excavaciones de
las obras subterráneas, las condiciones de la roca se han clasificado en cinco tipos
según la clase de material y la calidad del mismo, que requieren secuencias de
4-4
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS OBRAS CIVILES
CAPÍTULO 4. EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS
excavación y de soporte diferentes por presentar comportamientos diferentes, así:
Secciones tipos I, II, III, IV y V.
.2
En esta clasificación deberán intervenir el Geotecnista o Geólogo del Contratista y el
Geotecnista o Geólogo del Ingeniero. La participación obligatoria de personal
competente del Ingeniero y del Contratista en la clasificación del terreno, trata de
eliminar la posible subjetividad que se pueda presentar en la clasificación de la roca
durante las excavaciones.
.3
Por lo anterior, la hoja de vida del Ingeniero Geotecnista y/o Ingeniero Geólogo
encargado de la clasificación geotécnica por parte del Contratista será puesta a
consideración y aprobación del CONTRATANTE por lo menos 60 (sesenta) días antes
de iniciar los trabajos de excavación. El CONTRATANTE podrá rechazarla debiendo el
Contratista proceder con la presentación de otra hoja de vida para consideración y así
sucesivamente, hasta que el CONTRATANTE apruebe finalmente al profesional
encargado de este aspecto del proyecto.
.4
El refuerzo de la roca en las excavaciones de las obras subterráneas estará constituido
por pernos o barras de acero y hormigón proyectado aplicado por vía húmeda,
reforzado con fibra de acero o malla electrosoldada, de acuerdo con lo mostrado en los
planos o lo señalado por el Ingeniero. En la sección de roca tipo IV y tipo V, se
deberán usar cerchas de acero estructural y placas de ademe para soporte, de
acuerdo con lo mostrado en los planos o lo indicado por el Ingeniero.
.5
Los procedimientos de excavación y soporte, de las obras subterráneas, dependerán
de la clasificación del tipo de terreno encontrado, que se realizará en el frente de
excavación por el Contratista y el Ingeniero, de acuerdo con los parámetros de
clasificación establecidos en los planos correspondientes a cada una de las obras
subterráneas. Si existieren discrepancias entre las partes sobre la clasificación del tipo
de terreno, el CONTRATANTE la definirá; esa decisión no relevará al Contratista de su
responsabilidad contractual en la excavación y soporte de las obras subterráneas.
.6
La excavación subterránea deberá hacerse siguiendo las líneas, cotas y pendientes
indicadas en los planos.
.7
En el numeral 4.1.6.13 de este Capítulo se establecen los porcentajes de las longitudes
que se excavarán en cada tipo de terreno para las obras subterráneas. Estos valores son
aproximados y reflejan la distribución estimada de los tipos de terreno que se espera
encontrar en el desarrollo de las excavaciones.
.8
En los planos y en el documento Información geológica-geotécnica del área del proyecto,
se presenta información sobre las características geológicas y geotécnicas de las
formaciones en que se excavarán los túneles, ventanas, pozos, y demás obras
subterráneas del proyecto, incluyendo registros de perforaciones, ensayos y otras
exploraciones efectuadas en esos sitios.
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS OBRAS CIVILES
CAPÍTULO 4. EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS
4-5
4.1.4
Límites de excavación
.1
Las superficies resultantes al finalizar las excavaciones de los túneles deberán
corresponder a las cotas, líneas y pendientes mostradas en los planos o señaladas por
el Ingeniero. La línea “A” de excavación que se muestra en los planos corresponde a
aquélla dentro de la cual no podrá quedar material alguno sin excavar. No se permitirá
que permanezca o se proyecte dentro de la línea “A” ningún tipo de soporte, salvo lo
que sobre este aspecto se muestre en los planos o se indique más adelante con
relación a las cerchas metálicas o al hormigón proyectado usado como soporte de
excavación.
.2
El Contratista no deberá excavar por fuera de las líneas y pendientes mostradas en los
planos u ordenadas por escrito por el Ingeniero. Serán por cuenta del Contratista las
sobre excavaciones debidas a la desviación de las perforaciones para las voladuras, a
la inoportuna o inadecuada instalación de los soportes o a la ocurrencia accidental, por
cualquier otra causa o para cualquier propósito o razón. Igualmente, todas las
excavaciones ejecutadas por fuera de las líneas y pendientes mostradas en los planos
o señaladas por el Ingeniero, que el Contratista efectúe para cualquier propósito o por
cualquier razón, serán a su cargo, aunque la excavación hubiere sido aprobada por el
Ingeniero.
.3
Si en opinión del Ingeniero las sobreexcavaciones deben rellenarse con hormigón,
hormigón reforzado con acero u hormigón proyectado reforzado, con el fin de terminar
la obra, el relleno deberá ser hecho por el Contratista a su costo, a entera satisfacción
del Ingeniero. El tipo de hormigón a emplear y el refuerzo requerido serán definidos
por el Ingeniero en el sitio de las obras. Estos rellenos incluyen lo necesario para
mejorar el perfil de las zonas sobre excavadas, aunque en ellas esté completo el
espesor de hormigón proyectado de acuerdo con el tipo de terreno excavado.
.4
Las tuberías y mangueras empleadas para el manejo del agua durante la excavación
o el revestimiento de los túneles y obras subterráneas y que sea necesario dejar
embebidas en el hormigón de revestimiento, deberán ser rellenadas por el Contratista
a su cargo, de acuerdo con las indicaciones del Ingeniero.
4.1.5
Registros de excavaciones subterráneas
.1
El Contratista deberá llevar registros completos y precisos de todos los frentes de
trabajo de excavación subterránea que formen parte de la obra y deberá suministrar
diariamente al Ingeniero una copia de tales registros. La siguiente información deberá
registrarse en formularios aprobados por el Ingeniero para cada turno y para cada
frente de excavación:
 Localización al iniciar cada ciclo de excavación.
 Localización al finalizar cada ciclo de excavación.
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS OBRAS CIVILES
CAPÍTULO 4. EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS
4-6
 Sistemas de perforación incluyendo el número, localización, tamaño y longitud de
las perforaciones, o descripción del método de excavación manual o mecánico
utilizado.
 Tipo y cantidad de explosivos para cada voladura tipo, localización y secuencia de
encendido de los detonadores.
 Cantidad de hormigón proyectado utilizado como soporte, indicando el sitio de
colocación y el espesor del mismo.
 Número, longitud, localización y tipo de pernos de anclaje instalados, así como área
recubierta con malla electrosoldada.
 Número, longitud, localización y tipo de arcos de acero estructural instalados junto
con la cantidad y localización de cualquier atizado que se haya instalado.
 Número y clasificación del personal y del equipo empleado en cada frente de
excavación.
 Tiempo transcurrido para movilización, organización de la operación, perforación,
cargue, voladuras, ventilación, instalación de soportes, remoción de escombros y
lapsos de trabajo inactivo en el frente.
 Infiltraciones de agua, localización, magnitud.
 Descripción geológica de las rocas excavadas.
 Situaciones especiales.
.2
El Ingeniero podrá verificar en cualquier momento estos registros y solicitar ampliación
de cualquier parte de la información suministrada por el Contratista.
4.1.6
Ejecución del trabajo
4.1.6.1
Secuencia de excavación de túneles
.1
El túnel y pozo deberán ser excavados de acuerdo con las dimensiones, secciones,
detalles y pendientes mostrados en los planos, utilizando el sistema que el Contratista
considere adecuado y que sea previamente aprobado por el Ingeniero. Para reducir al
mínimo las deformaciones de la roca que quede por fuera de los límites de la
excavación, el Contratista deberá utilizar técnicas de voladura controlada debidamente
aprobadas por el Ingeniero. La orientación de las perforaciones para voladura deberá
definirse y ejecutarse de tal forma que se garantice la obtención de las líneas de
excavación previstas en los planos del proyecto.
.2
En los planos se muestran las características y dimensiones de cada una de las
secciones en cuanto a excavación, soporte y revestimiento.
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS OBRAS CIVILES
CAPÍTULO 4. EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS
4-7
.3
El soporte de excavación consistirá principalmente en hormigón proyectado, malla
electrosoldada, fibras de acero, pernos de anclaje, cerchas de acero estructural y
placas de ademe. La combinación de estos tipos de soporte dependerá de la
clasificación de la roca, que será realizada conjuntamente en el frente de excavación
por el Contratista y el Ingeniero.
.4
Para las excavaciones subterráneas, el Contratista deberá ejecutar el trabajo siguiendo
el método y utilizando los equipos presentados previamente con el programa y los
procedimientos de trabajo, que garanticen la estabilidad del frente, de la bóveda y de
las paredes de los túneles, ventanas y pozos y para asegurar que las superficies
excavadas sean uniformes y estables. El Contratista pondrá a consideración del
Ingeniero los procedimientos de ejecución de las actividades de excavación con 60
(sesenta) días de anticipación al inicio programado del frente, quien los aprobará
haciendo las observaciones que considere pertinentes; sin embargo, el Contratista será
responsable de la ejecución del trabajo, de acuerdo con los requerimientos de estas
especificaciones y cumpliendo el programa de trabajo aprobado por el Ingeniero.
.5
Si el Ingeniero considera que los métodos, diagramas y secuencia de excavación
adoptados por el Contratista no son satisfactorios porque producen sobre
excavaciones excesivas, o no resulta una superficie de roca lisa y estable, el
Contratista deberá revisar los mismos para lograr los resultados requeridos y
someterlos de nuevo a la aprobación del Ingeniero. Todos los costos del Contratista
para adoptar esas nuevas técnicas y procedimientos de excavación serán por su
cuenta, y no habrá reconocimiento alguno de aumento de costo ni de plazo por este
motivo.
.6
Las excavaciones subterráneas se deberán coordinar, en donde el tipo de terreno lo
haga necesario, con el trabajo de instalación de cerchas de acero, placas de ademe,
pernos de roca y hormigón proyectado, con el fin de proporcionar soporte a todo el
terreno alrededor de las obras subterráneas y si es necesario, en el frente de avance
de la excavación. Para la excavación en rocas tipos IV y V, el Contratista deberá
recurrir al sistema de excavación utilizando tubos de enfilaje, como se indica en los
planos, u otro similar propuesto por él y aprobado por el Ingeniero.
.7
Antes de iniciar cualquier excavación subterránea, el Contratista deberá contar con
los planos y esquemas que muestren el sistema de construcción que va a utilizar, lo
mismo que información sobre los equipos y sus características, el personal y los sitios
para disposición de desperdicio del material. El Contratista será responsable por la
ejecución de la obra, según los requisitos establecidos en estas especificaciones y los
detalles mostrados en los planos. Una vez realizado cada avance de la excavación y
para facilitar la inspección del techo y las paredes de los túneles y las superficies de
otras obras subterráneas, las mismas se deberán limpiar por medio de chorros de agua
y aire, a una presión de por lo menos 0,5 MPa. Igual procedimiento se deberá aplicar a
los pisos de los túneles, ventanas y obras subterráneas, después de haber retirado los
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS OBRAS CIVILES
CAPÍTULO 4. EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS
4-8
escombros. En zonas de roca sana se deberán retirar por métodos manuales
(desquinche) los fragmentos de roca suelta o fracturada para disminuir el riesgo de que
se presenten posteriores desprendimientos. En zonas de roca fracturada se deberán
soportar el techo y las paredes de los túneles y obras subterráneas, como se muestra
en los planos. Será necesaria una inspección sistemática y permanente, del techo y
las paredes de los túneles y ventanas, y en general, de la superficie de las obras
subterráneas, para determinar las condiciones de los soportes colocados.
4.1.6.2
Sistema de perforación y voladura
.1
El Contratista deberá presentar para aprobación del Ingeniero, esquemas de los
procedimientos de perforación y voladura; cantidad, ubicación, espaciamiento y
profundidad de los huecos; detalles de los barrenos de corte; cantidad y potencia de
los explosivos por hueco y por juego de barrenos y la carga máxima de cada voladura;
secuencia de detonación y sistema de ignición y cualquier otra información que el
Ingeniero juzgue necesaria para poder validar la intención del Contratista de obtener
superficies de roca uniformes y estables en las excavaciones subterráneas del
proyecto.
.2
En las excavaciones que estén cercanas a estructuras de hormigón, el Contratista
deberá planear sus voladuras de manera que no se afecten las estructuras ya
construidas.
.3
Los túneles, ventanas, pozos y obras subterráneas se deberán excavar utilizando la
técnica de voladura controlada tersa o lisa (smoothblasting) que garantice la obtención
de las líneas de excavación previstas en los planos. Para el empleo correcto de la
técnica de la voladura controlada se deberán cumplir los requisitos que se señalan a
continuación:
 Precisión en el alineamiento de los huecos. El equipo de perforación del
Contratista no deberá permitir que la desviación de la perforación en los barrenos de
corte sea mayor de 0,025 m por metro de perforación en cualquier dirección,
especialmente en la línea de excavación. Por lo anterior, los equipos de perforación
deberán contar con sistemas de medición que permitan al Ingeniero verificar las
desviaciones de las perforaciones y su conformidad con las especificaciones.
 Distancia entre las perforaciones. En las excavaciones de los túneles y obras
subterráneas, la distancia entre las perforaciones de la periferia no podrá ser mayor
de 0,60 m; si las condiciones del material excavado lo requieren, esta distancia
deberá disminuirse hasta que el corte producido sea el óptimo posible, a criterio del
Ingeniero. El espaciamiento entre las perforaciones del contorno y las de la primera
fila, para las voladuras de producción, deberá ser del orden de 1,3 veces el
espaciamiento de las perforaciones ubicadas en la periferia de la sección.
 Valores de carga para las perforaciones de la periferia. Los valores de la carga
para las perforaciones de la periferia serán: carga lineal entre 2,5 N/m (0,25 kgf/m) y
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS OBRAS CIVILES
CAPÍTULO 4. EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS
4-9
3,5 N/m (0,35 kgf/m) y carga máxima específica de 7,0 N/m3 (0,70 kgf/m3). La carga
específica se obtiene dividiendo el peso del explosivo especial por barreno, por el
producto de multiplicar la longitud de los barrenos por el espaciamiento entre las
perforaciones de la periferia y por la distancia entre estos huecos y los de la primera
fila.
 Explosivos especiales. En los barrenos de la periferia se deberán utilizar
explosivos de baja densidad de tal forma que la carga se distribuya a lo largo de los
huecos. En las perforaciones de la periferia no se permitirá el uso de los explosivos
que se utilicen en las voladuras de producción, espaciados con separadores.
 Retardos. Para controlar la secuencia de encendido de las cargas colocadas en los
barrenos de las voladuras de producción y en los huecos de la periferia de la
sección, se deberán utilizar retardos en milisegundos o en medios segundos o una
combinación de ambos.
.4
Cuando la excavación se lleve a cabo en lugares adyacentes a estructuras o
excavaciones existentes o en cercanías a una excavación futura o a roca
anteriormente inyectada, el Contratista deberá usar los métodos de excavación y las
precauciones que sean requeridas, incluyendo la reducción al mínimo de las cargas
explosivas, para evitar que dichas estructuras o excavaciones sufran algún daño, sin
que estos métodos se constituyan en factor de cualquier tipo de reclamo a
CONTRATANTE por parte del Contratista.
.5
Para limitar y controlar las vibraciones producto de las voladuras, con el fin de evitar
daños en los sitios aledaños, el Contratista deberá aplicar las normas de control de
vibraciones indicado en el numeral Error! Reference source not found. de estas
especificaciones técnicas. Cualquier daño que se origine por las voladuras deberá ser
reparado por el Contratista a entera satisfacción del Ingeniero.
4.1.6.3
Excavación por métodos manuales o mecánicos
.1
Cuando las condiciones del terreno así lo exijan, será necesario utilizar métodos
manuales o mecánicos de excavación en los túneles y obras subterráneas hasta que a
juicio del Ingeniero se pueda volver a usar el sistema de excavación previamente
aprobado. Los procedimientos, equipos, materiales y secuencia de operaciones para
emplear los métodos manuales o mecánicos de excavación, deberán ser aprobados
previamente por el Ingeniero, pero ello no eximirá al Contratista de su responsabilidad
de garantizar que las superficies de roca excavadas presenten uniformidad y solidez, y
estén de acuerdo con lo mostrado en los planos o con las instrucciones del Ingeniero.
El pago por estas actividades se hará con los ítems de las excavaciones subterráneas
correspondientes para los túneles y obras subterráneas.
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS OBRAS CIVILES
CAPÍTULO 4. EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS
4-10
4.1.6.4
Perforaciones de exploración
.1
A petición del Ingeniero, el Contratista deberá ejecutar perforaciones de exploración,
antes de iniciar la excavación de un tramo cualquiera de túnel u obra subterránea, para
establecer la naturaleza y las condiciones del material que se va a excavar. El
Ingeniero determinará la cantidad, ubicación y orientación de las perforaciones. Éstas
deberán tener diámetro NQ y deberán ser ejecutadas con barreno de doble tubo y
corona de diamante, que permita recobrar los núcleos de roca.
.2
El Contratista deberá llevar registros detallados, elaborados por personal competente,
de todas las perforaciones efectuadas y entregarlos al Ingeniero al finalizar el sondeo.
Estos registros deberán incluir la descripción de los materiales cruzados por la
perforación, la localización con respecto al inicio del sondeo y la litología, estructuras
geológicas, resistencia a la compresión inconfinada de la roca, recobro y RQD, lugares
donde desaparece el agua de perforación o donde se encuentre ésta, y otras
características de interés relacionadas con el propósito de la perforación, de acuerdo a
un formato previamente aprobado por el Ingeniero.
.3
El Contratista deberá almacenar las muestras en cajas metálicas con compartimentos
adecuados, en el orden de ejecución de la perforación, resaltando las zonas donde la
recuperación no ha sido del 100%. Las cajas con las muestras se deberán transportar
al sitio señalado por el Ingeniero.
.4
Cuando se estén ejecutando las perforaciones exploratorias, se deberán adecuar o
ajustar las demás actividades de excavación que se estén efectuando en el frente de
trabajo de los túneles. Estas perforaciones deberán ejecutarse conforme a lo
establecido en la Sección Error! Reference source not found. de estas
especificaciones.
4.1.6.5
Ensayos y supervisión
.1
La información con respecto a las voladuras es tentativa; por lo tanto, el diámetro y el
espaciamiento de las perforaciones, las cargas de explosivos y la secuencia de
detonación, se deberán determinar mediante ensayos que se deberán hacer dentro de
las excavaciones, aunque no en superficies que correspondan a las líneas finales de
las obras. Estos ensayos se deberán repetir el número de veces que sea necesario,
hasta obtener resultados satisfactorios, pero en ningún caso se deberán hacer menos
de cinco ensayos. La combinación que se encuentre más conveniente de
espaciamiento, carga y retardo se deberá confirmar mediante tres ensayos sucesivos
posteriores, sobre áreas suficientemente extensas, para que sean representativas.
.2
Si después de realizar los ensayos mencionados, el Contratista considera que puede
obtener mejores resultados con otros sistemas de voladura o de excavación, podrá
proponerlos a consideración del Ingeniero, quien decidirá si la propuesta del
Contratista amerita que se hagan más ensayos. En tal caso, el Contratista deberá
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS OBRAS CIVILES
CAPÍTULO 4. EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS
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ejecutar por lo menos cinco ensayos, con una extensión que sea representativa del tipo
de trabajo que se requiere, para que el Ingeniero juzgue si el método puede ser
aprobado o no. Sólo se dará aprobación a un método alternativo, si dicho método
produce iguales o mejores resultados en cuanto al terminado de las caras y al efecto
de las voladuras sobre la roca adyacente.
.3
Para todo el trabajo de excavación, el Contratista deberá encargar a un supervisor con
amplios conocimientos y experiencia comprobable de al menos 5 (cinco) años en el
sistema de voladura. Se deberá utilizar también asesoría de personal especializado de
los fabricantes de explosivos, o de otro personal con experiencia equivalente.
4.1.6.6
Control de infiltraciones y drenaje
.1
El Contratista deberá suministrar, operar y mantener los equipos y elementos
requeridos para los sistemas de drenaje y bombeo de las aguas, los cuales deberán
tener la capacidad para mantener libres de agua en todo momento las excavaciones de
los túneles y obras subterráneas, hasta su entrega a entera satisfacción del Ingeniero.
.2
El manejo de las aguas evacuadas de las excavaciones del túnel y obras subterráneas
deberá ajustarse a lo establecido en el plan de acción del programa de manejo de
residuos líquidos de los planes de manejo de la licencia ambiental del proyecto.
.3
El Contratista deberá suministrar, instalar y mantener tuberías de drenaje para evacuar
el agua en el túnel y obras subterráneas que se estén excavando. Las tuberías
deberán ser de acero y se ajustarán a la Norma ASTM A-501. El Contratista deberá
garantizar en todo momento la operación correcta del sistema de bombeo hasta la
finalización de los trabajos.
.4
Las tuberías y mangueras que se utilicen para manejar el agua subterránea durante la
excavación o el revestimiento de las obras subterráneas y que se requiera dejar
embebidas en el hormigón de revestimiento, se deberán llenar con mortero, a costa
del Contratista y según las instrucciones del Ingeniero. Los materiales, los equipos y
los procedimientos para el relleno de estas tuberías y mangueras deberán ser
sometidos a la aprobación del Ingeniero. El Contratista deberá retirar las tuberías de
drenaje a la finalización de los trabajos y por esta actividad no habrá reconocimiento de
pago por separado.
.5
El Contratista deberá contemplar la posibilidad de efectuar inyecciones de
consolidación en zonas donde la roca se encuentre excesivamente fracturada y suelta,
y además, perforaciones de drenaje hacia adelante del frente de excavación de obras
subterráneas, para disminuir la presión del agua en el caso de requerirse. Los huecos
de drenaje deberán estar debidamente protegidos, para prevenir migración de
partículas finas; si en dichas perforaciones aparecen flujos relativamente altos de
agua, el Contratista deberá tomar las medidas que la situación amerite con base en el
Capítulo Error! Reference source not found., Perforaciones e Inyecciones.
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS OBRAS CIVILES
CAPÍTULO 4. EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS
4-12
.6
El Contratista, como parte de sus obligaciones, deberá tomar todas las precauciones
necesarias para proteger la superficie interior de obras subterráneas y así evitar
erosiones y socavaciones producidas por infiltraciones. Cuando se encuentre que el
material del frente esté saturado, o tenga una consistencia tal que pueda dar origen a
derrumbamientos por las operaciones normales de excavación, el Contratista deberá
soportar en forma temporal el frente, para mantener confinado el material,
descubriendo sólo pequeñas áreas de trabajo, las cuales una vez excavadas también
se deberán cubrir. El drenaje de las infiltraciones desde el techo o las paredes del
túnel y obras subterráneas se deberá hacer mediante mangueras plásticas que
descargarán en las cunetas de construcción.
4.1.6.7
Protección de las excavaciones
.1
El Contratista deberá instalar el soporte y disponer la protección de todas las
superficies resultantes de las excavaciones de las obras subterráneas hasta la
finalización de los trabajos, a entera satisfacción del Ingeniero. El Contratista será
enteramente responsable por el suministro oportuno de todos los materiales,
elementos, equipos, herramientas y repuestos que se requieran para proteger y
controlar las excavaciones de obras subterráneas.
.2
El Contratista deberá colocar el soporte indicado en los planos. El Ingeniero en
cualquier momento de la obra, según sea necesario de acuerdo con el comportamiento
de la excavación, podrá ordenar la colocación de soporte adicional.
.3
El Contratista deberá tomar en todo momento las medidas que considere necesarias,
para evitar derrumbes y deslizamientos del frente, estrechamientos de la sección, fallas
y colapsos, y para controlarlos y corregirlos, en caso de que se presenten. Si se
observan señales que indiquen la posibilidad de que puedan presentarse las
condiciones anteriores, o si ellas llegan a presentarse, el Contratista deberá tomar las
medidas inmediatas necesarias para evitarlas o para controlarlas y corregirlas.
.4
Luego de cada ciclo de excavación, el Contratista deberá de inmediato limpiar con
agua y aire a presión, las superficies de roca dejadas por la excavación, para retirar los
fragmentos o bloques y todo el material que haya quedado suelto. Esta remoción
deberá ser efectuada por el Contratista por cuenta suya.
.5
El material que se emplee para las cerchas y placas de ademe deberá ser acero que
se ajuste a lo indicado en las Secciones 4.2 y 4.3 de este Capítulo.
.6
Según el comportamiento del material excavado, el Ingeniero podrá solicitar al
Contratista, cuando lo considere conveniente, la colocación de soportes adicionales a
los establecidos originalmente para los distintos tipos de terreno, los cuales se pagarán
con los precios unitarios señalados en la Lista de Cantidades de Obra y Precios
Unitarios.
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS OBRAS CIVILES
CAPÍTULO 4. EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS
4-13
4.1.6.8
Disposición de los materiales excavados
.1
Todos los materiales producto de las excavaciones de las obras subterráneas se
deberán llevar a las zonas de depósito o de acopio para su uso posterior. El
Contratista deberá asegurarse de que los materiales excedentes no ocupen las zonas
de trabajo u ocasionen inestabilidad en el sitio, contaminen las aguas, taponen los
cauces o produzcan daños ecológicos.
.2
No es permitido arrojar a los ríos o a cualquier otro cauce natural, los materiales
provenientes de las excavaciones subterráneas. El Contratista deberá transportar los
materiales producto de las excavaciones hacia las zonas de depósito o a las zonas de
acopio y conformar esos sitios; tales actividades no se medirán ni pagarán por
separado por tal trabajo, excepto los que expresamente se señalan en estos
documentos.
.3
El CONTRATANTE es el propietario de los materiales excavados y el Contratista no
podrá disponer de ellos sin aprobación previa por escrito del propietario.
4.1.6.9
Seguridad industrial
.1
El Contratista deberá cumplir en todo instante las normas de seguridad industrial
establecidas en el Decreto Supremo No. 0108 del 1 de Mayo de 2009, sus
modificaciones o actualizaciones vigentes en todo el territorio nacional, así como con lo
establecido en el Pliego de Condiciones y los aspectos que se señalan a continuación.
Por el incumplimiento de cualquiera de ellas por parte del Contratista, el
CONTRATANTE suspenderá las actividades en los lugares de la obra afectados hasta
que se vuelvan a dar las condiciones establecidas. Por esta suspensión, el Contratista
no tendrá derecho a reconocimiento de costos adicionales o a la ampliación de los
plazos contractuales.
4.1.6.10 Ventilación
.1
Generalidades. El Contratista deberá suministrar, transportar, instalar, operar y
mantener sistemas adecuados de ventilación durante la ejecución de las excavaciones
subterráneas. Tales sistemas deberán tener la capacidad suficiente para garantizar
que el aire presente en las excavaciones subterráneas no represente riesgo alguno
para la salud y bienestar de los operadores ni haya riesgo de explosión. No se
permitirá la presencia de bolsas de aire estancado en las excavaciones subterráneas.
El Contratista entregará al Ingeniero para su aprobación, al menos con 45 días
calendario de anticipación al inicio de las excavaciones subterráneas, toda la
información relacionada con la instalación de los sistemas de ventilación y de los
dispositivos de medición de gases y de alarma; en ningún momento tal aprobación
eximirá al Contratista de su responsabilidad por garantizar la seguridad en la ejecución
de las excavaciones subterráneas y la prevención de explosiones de gas. Este
4-14
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS OBRAS CIVILES
CAPÍTULO 4. EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS
documento se incluirá en la memoria técnica para las actividades de excavaciones
subterráneas.
.2
Aparatos detectores de gases. El sistema de ventilación suministrado deberá incluir
cuatro dispositivos detectores de gases presentes en el aire y el equipo para su
calibración, con los que se pueda medir la concentración de los gases presentes en el
aire, en el frente de excavación y a lo largo de los túneles y obras subterráneas; tales
aparatos deberán estar dotados de un sistema de alarma que se active
automáticamente para indicar que la concentración de gases en el aire se está
acercando a niveles peligrosos para el personal. Si se dañan los equipos durante los
trabajos de excavación, el Contratista deberá reponerlos en un lapso de tiempo no
mayor de una semana.
El Contratista deberá entregar al Ingeniero, quince días antes de iniciar cualquiera de
las excavaciones subterráneas, uno de los cuatro dispositivos detectores de gas en el
aire, que hacen parte del sistema de ventilación, y una cantidad suficiente de probetas
para efectuar las lecturas del gas en el aire, dos veces por semana en cada frente de
trabajo durante la duración de las excavaciones.
La ejecución de las mediciones de gas en el aire por parte del Ingeniero no eximirá al
Contratista de su responsabilidad por el mantenimiento de las excavaciones
subterráneas con una adecuada ventilación, como se establece en este numeral.
.3
Anemómetros. Con el sistema de ventilación se incluirán dos anemómetros para que
el Contratista mida, por su cuenta, la velocidad del aire presente en las excavaciones
subterráneas, la cual debe respetar la velocidad establecida en el aparte referente a
capacidad de los sistemas de ventilación. Si se dañan los equipos durante los trabajos
de excavación, el Contratista deberá reponerlos en un lapso de tiempo no mayor de
una semana.
El Contratista deberá entregar al Ingeniero, quince días antes de iniciar cualquiera de
las excavaciones subterráneas, uno de los dos anemómetros mencionados para medir
la velocidad del aire dentro de las excavaciones subterráneas. El Contratista será
responsable de la calibración y mantenimiento de este anemómetro operado por el
Ingeniero.
La ejecución de estas mediciones por parte del Ingeniero no eximirá al Contratista de
su responsabilidad por el mantenimiento de las excavaciones de los túneles con una
adecuada ventilación, como se establece en este numeral.
.4
Capacidad de los sistemas de ventilación. La capacidad de los sistemas de
ventilación deberá ser suficiente para suministrar aire fresco en cualquier sitio de una
excavación subterránea, en cantidades por encima de cualquiera de los siguientes
valores:
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS OBRAS CIVILES
CAPÍTULO 4. EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS
4-15
 Seis metros cúbicos por minuto (6 m3/min) por cada persona que labore en la
excavación.
 Seis metros cúbicos por minuto por cada caballo de vapor (6 m3/min/HP) de
potencia al freno, de todos los equipos de combustión interna que estén trabajando
dentro de la excavación.
 La capacidad requerida para producir una velocidad lineal promedio del aire mayor
de 0,50 m/s a través de cualquier sección normal al eje longitudinal del túnel que se
esté excavando.
 La capacidad requerida para no superar en ningún momento las siguientes
concentraciones de gas, mencionada en el numeral Error! Reference source not
found.:
Monóxido de carbono:
0,0025%
Bióxido de carbono:
0,5 %
Vapores nitrosos:
0,0003%
Ácido sulfhídrico:
0,001%
Anhídrido sulfuroso:
0,0002%
 La capacidad requerida para que la carga de polvo presente en el aire no sobrepase
de 0,00005 N/m3 (5 mgf/m3) y la concentración de sílice libre en el polvo no sea
mayor del 5%.
 La capacidad requerida para que en ningún momento durante los trabajos
subterráneos, la concentración de gas metano (CH4) sea mayor o igual al 1%.
.5
Las lecturas para determinar el contenido de los gases nocivos en el aire deberán ser
llevadas a cabo por el Contratista, al menos una vez por turno en cada frente de
excavación subterránea o cuando lo requiera el Ingeniero. El Contratista deberá llevar
un registro completo de las lecturas realizadas y lo remitirá cada semana al Ingeniero.
.6
El Contratista deberá conservar en perfectas condiciones de funcionamiento los
sistemas de ventilación de las excavaciones subterráneas y los operará hasta la
finalización de los trabajos. Personal del Contratista debidamente capacitado para
operar y reparar el equipo deberá permanecer en el proyecto después de la
culminación de las excavaciones subterráneas, para que se puedan adelantar los
trabajos y efectuar las inspecciones y ensayos que se requieran dentro de las mismas,
hasta la finalización de este contrato.
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS OBRAS CIVILES
CAPÍTULO 4. EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS
4-16
4.1.6.11 Iluminación
.1
El Contratista deberá suministrar en todo momento, hasta la finalización del contrato,
la iluminación adecuada para la ejecución de las excavaciones subterráneas,
incluyendo la que el Ingeniero pueda requerir para realizar algunos trabajos en los
sitios de las excavaciones subterráneas. Los sistemas de iluminación deberán
suministrar al menos 200 luxes de intensidad de iluminación en los sitios de trabajo
durante la perforación, el retiro de escombros, la limpieza y la colocación del sistema
de soporte. Las luminarias en los otros sectores de las excavaciones subterráneas
deberán suministrar al menos 50 luxes de intensidad de iluminación.
.2
El diseño, operación y mantenimiento de los sistemas temporales de iluminación
deberán ser aprobados por el Ingeniero, pero tal aprobación no eximirá al Contratista
de su responsabilidad por garantizar la seguridad en las actividades en desarrollo de
las excavaciones subterráneas.
4.1.6.12 Registro de Excavaciones Subterráneas
.1
El Contratista deberá elaborar registros completos y precisos de todos los frentes de
trabajo de excavación subterránea que formen parte de la obra y deberá suministrar
diariamente al Ingeniero una copia de tales registros, mientras avancen los trabajos de
excavaciones subterráneas. La siguiente información deberá registrarse en formularios
aprobados por el Ingeniero para cada turno y para cada frente de excavación:
 Localización del frente de trabajo al iniciar cada ciclo de excavación.
 Localización del frente de trabajo al finalizar cada ciclo de excavación.
 Sistemas de perforación incluyendo el número, localización, tamaño y longitud de
las perforaciones, y descripción del método de excavación manual o mecánico
utilizado.
 Tipo y cantidad de los explosivos para cada voladura y tipo, localización y secuencia
de encendido de los detonadores.
 Cantidad de hormigón proyectado utilizado como soporte, indicando el sitio de
colocación y el espesor del mismo, indicando si es método seco o húmedo
reforzado con fibra de acero o malla.
 Número, longitud, localización y tipo de pernos de anclaje instalados, así como el
área recubierta con malla electrosoldada.
 Número, localización y tipo de cerchas de acero estructural instalados junto con la
cantidad y localización de las placas de ademe que se haya instalado.
 Número y clasificación del personal y de los equipos empleados en cada frente de
excavación.
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS OBRAS CIVILES
CAPÍTULO 4. EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS
4-17
 Tiempo transcurrido para movilización, organización de la operación, perforación,
cargue, voladuras, ventilación, instalación de soportes, remoción de escombros y
períodos de inactividad en el frente de excavación.
 Infiltraciones de agua, localización y caudal.
 Cartografía de las superficies expuestas, incluyendo localización de las diferentes
unidades litológicas y estructuras geológicas.
 Lecturas de medidas de contenido de gases nocivos y velocidad del aire.
 Situaciones especiales que se presenten.
.2
El Ingeniero podrá verificar en cualquier momento estos registros y solicitar ampliación
de cualquier parte de la información suministrada por el Contratista.
.3
El Ingeniero podrá ordenar la suspensión temporal de cualquier frente de excavación
atendiendo los resultados de la instrumentación colocada, sin que el Contratista tenga
derecho a ampliación de plazos o reconocimiento alguno. El Contratista debe prever
razonablemente que se presentarán lecturas de instrumentación diariamente y que los
mismos podrán dar algunos resultados que ameriten algunas suspensiones temporales
de los trabajos.
4.1.6.13 Porcentajes estimados de excavación en cada tipo de terreno
.1
Se presenta a continuación un estimativo de los porcentajes en cada tipo de roca para
las excavaciones subterráneas del proyecto:
San José 1
Tipo de Roca
I
II
III
IV
V
Total
Longitud (%) 0,00% 61,07% 23,13% 15,80% 0,00% 100,00%
Galería Blindada
Longitud (m)
709
0
433
164
112
0
San José 2
Tipo de Roca
I
II
III
IV
V
Total
Longitud (%) 0,00% 0,00% 85,80% 14,20% 0,00% 100,00%
Galería Blindada
Longitud (m)
211,2
0
0
181,2
30
0
4.1.7
Medida y pago
.1
No se harán mediciones ni pagos por ítems en forma separada y todos los gastos
deberán estar incluidos en el costo total de las obras. El pago deberá ser realizado de
acuerdo a lo establecido en el Contrato.
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS OBRAS CIVILES
CAPÍTULO 4. EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS
4-18
4.2
CERCHAS METÁLICAS DE SOPORTE
4.2.1
Alcance del trabajo
.1
Para las secciones en tierra y algunas en roca muy fracturada y meteorizada, indicadas
en los planos o que se encuentren durante las excavaciones del túnel y pozo del
proyecto se deberán colocar soportes metálicos fabricados con cerchas de acero, que
se ajustarán a lo estipulado en estas especificaciones y a lo mostrado en los planos.
Aquí también se establecen los procedimientos para la medida y el pago de estos
trabajos.
4.2.2
Materiales
.1
El material para las cerchas de acero que se usen como soportes de excavación
deberá ser nuevo y cumplir los requisitos de calidad de la norma DIN 21544 (550 MPa)
para los arcos tipo TH (Toussaint-Heintzmann).
.2
El Contratista deberá entregar al Ingeniero, copias certificadas de los resultados de los
ensayos mecánicos, físicos y químicos a los cuales se ha sometido el acero empleado
para la fabricación de las cerchas y se deberá asegurar que tales ensayos se hayan
realizado de acuerdo con las normas DIN.
.3
Los soportes metálicos deberán ser doblados en frío, con las curvaturas y dimensiones
mostradas en los planos; en ningún caso se permitirá el calentamiento para facilitar el
doblaje. Cualquier soldadura empleada en la fabricación de las cerchas de acero se
deberá ejecutar de acuerdo con lo señalado por las normas de la American Welding
Society, AWS, y deberá ser efectuada por un operario de soldadura especializado, de
reconocida capacidad y experiencia y a entera satisfacción del Ingeniero.
.4
Antes del inicio de la fabricación de las cerchas, el Contratista deberá presentar para la
aprobación del Ingeniero, los sistemas, elementos y equipos que piensa utilizar para el
doblaje, la soldadura y el corte de los elementos metálicos para las cerchas de soporte.
.5
El Contratista será responsable de las características y detalles del equipo de doblaje,
planos de taller y programas detallados para el corte, doblaje y soldadura de los
elementos. Si los adquiere a través de un subcontratista, deberá contar con
certificaciones de trabajos similares hechos por éste.
.6
Como espaciadores de las cerchas metálicas de soporte se utilizarán canales de acero
que cumplan con los requisitos de las Normas A-36 de la ASTM, con las dimensiones
mostradas en los planos.
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS OBRAS CIVILES
CAPÍTULO 4. EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS
4-19
4.2.3
Ejecución del trabajo
.1
Con 30 (treinta) días de anticipación al inicio de la fabricación, el Contratista deberá
presentar para la aprobación del Ingeniero, los planos de taller que señalen todos los
detalles de las cerchas de acero estructural que pretenda usar en los trabajos.
.2
En el caso de las secciones de excavación Tipo IV y V, los soportes se deberán
instalar inmediatamente y en forma coordinada con la excavación, pues hacen parte
del tratamiento primario.
.3
En donde el Contratista estime que las presiones laterales pueden poner en peligro la
estabilidad de los túneles o donde una vez instalados los soportes, aquéllas se hagan
evidentes, se deberán instalar vigas metálicas en el piso para resistir el empuje y
prevenir desplazamientos del soporte.
.4
Los espaciamientos entre soportes deberán ser los que se muestran en los planos,
pero podrán utilizarse espaciamientos diferentes de acuerdo con las condiciones reales
encontradas en el terreno. Los soportes se deberán rigidizar y apuntalar entre sí
mediante espaciadores constituidos por canales de acero con las dimensiones y
detalles mostrados en los planos; los canales se deberán unir a las cerchas metálicas
por medio de varillas de acero de ½” de diámetro, con un límite de fluencia (fy) mínimo
de 280 MPa, roscadas en el extremo que se une al canal y con gancho a 135° en el
extremo que se une a la cercha metálica.
.5
La instalación de los soportes se deberá llevar a cabo de una manera sistemática y
ordenada, que garantice en todo momento la seguridad del personal y la estabilidad de
la obra, conservando la pendiente y alineamiento de las excavaciones subterráneas
que se muestran en los planos. Los soportes deberán tener placas de base, para
apoyarlos sobre bloques de hormigón, lo suficientemente amplios para evitar
punzonamiento o movimiento del soporte. Si el Contratista lo juzga conveniente, podrá
embeber en hormigón la parte inferior de los soportes, siempre y cuando aquél cumpla
lo establecido para el hormigón de revestimiento en estas especificaciones técnicas.
.6
Cuando el soporte metálico se utilice en combinación con malla de acero y hormigón
proyectado, el perfil metálico deberá quedar completamente embebido en el hormigón
proyectado. La colocación de la malla metálica y del hormigón proyectado que hacen
parte del soporte provisional del túnel, junto con las cerchas metálicas, deberá
efectuarse en forma coordinada y prácticamente a continuación de la instalación de los
soportes.
4.2.4
Medida y pago
.1
No se harán mediciones ni pagos por ítems en forma separada y todos los gastos
deberán estar incluidos en el costo total de las obras. El pago deberá ser realizado de
acuerdo a lo establecido en el Contrato.
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS OBRAS CIVILES
CAPÍTULO 4. EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS
4-20
4.3
PLACAS DE ADEME
4.3.1
Alcance del trabajo
.1
El soporte con placas de ademe podrá requerirse ocasionalmente en secciones en
tierra o roca muy meteorizada; deberá estar conformado por placas corrugadas,
iguales o similares a las placas de ademe Tipo Bernold, de acuerdo con la ubicación,
dimensiones, calibras y detalles mostrados en los planos.
4.3.2
Materiales
.1
Las placas o canales deberán cumplir con los requisitos establecidos en la norma A283, de la ASTM.
.2
El Contratista deberá entregar al Ingeniero, copias certificadas de los resultados de los
ensayos mecánicos, físicos y químicos a los cuales se ha sometido el acero empleado
para la fabricación de las placas de ademes y se deberá asegurar que tales ensayos
se han realizado de acuerdo con la norma respectiva de la ASTM.
4.3.3
Ejecución del trabajo
.1
Las placas se deberán cortar de acuerdo con el espaciamiento de los marcos, de tal
forma que la unión con soldadura, entre éstas y el soporte, sea la única requerida,
evitando así los traslapos en la lámina propiamente dicha. La placa metálica se deberá
apoyar directamente sobre la cara de la cercha metálica. El espacio entre la superficie
de excavación y el ademe se deberá rellenar con roca y hormigón proyectado, para
transmitir convenientemente las cargas a los soportes.
.2
Las uniones entre los soportes y placas se deberán hacer mediante soldadura; la unión
entre láminas de ademe se deberá ejecutar sobre el eje del soporte, con soldadura o
completamente al tope. El ademe y su instalación se deberán hacer de acuerdo con
los detalles mostrados en los planos.
4.3.4
Medida y pago
.1
No se harán mediciones ni pagos por ítems en forma separada y todos los gastos
deberán estar incluidos en el costo total de las obras. El pago deberá ser realizado de
acuerdo a lo establecido en el Contrato.
4.4
PERNOS DE ANCLAJE
4.4.1
Alcance del trabajo
.1
Los pernos de anclaje a los cuales se refiere esta sección servirán como soporte de la
roca en las excavaciones subterráneas, como anclaje de estructuras que se vacíen en
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS OBRAS CIVILES
CAPÍTULO 4. EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS
4-21
contacto con la roca, o tendrán usos especiales, como soporte de la malla de refuerzo
del hormigón proyectado. Algunos de estos pernos se podrán usar como soporte de
taludes y en otras excavaciones superficiales.
.2
Se considera, además, la colocación de tubos de enfilaje tipo spilling rellenos con
mortero como soporte para las excavaciones subterráneas en las secciones Tipos IV y
V.
.3
Los pernos se utilizarán en los sitios y con las longitudes, diámetros y ubicación
mostrados en los planos o señalados por el Ingeniero en la Obra.
4.4.2
Documentos a presentar
.1
Dentro de los 30 (treinta) días calendario siguientes a la Fecha de Inicio, pero antes de
comprar o transportar los materiales al Sitio de Obras, el Contratista presentará al
Ingeniero toda la información pertinente al tipo y calidad de los pernos de anclaje que
se propone utilizar junto con las instrucciones y certificados del fabricante, métodos de
instalación y ensayos de su idoneidad, equipo de ensayo. El Contratista podrá
proponer otros tipos alternativos de pernos, diferentes a los descritos en esta sección.
La aceptación de parte del Ingeniero estará sujeta a una demostración completa de la
utilidad e idoneidad de dichas alternativas.
.2
Con un mínimo de 30 (treinta) días calendario de anticipación, antes de cualquier
adquisición de los materiales antes mencionados, el Contratista presentará al Ingeniero
su plan de entrega de materiales, para que el Ingeniero lo apruebe. Cualquier
modificación del programa de entregas propuesto por el Contratista, también deberá
ser aprobado por el Ingeniero. No se recibirá en el Sitio de Obras ninguno de los
materiales antes mencionados sin la previa aprobación del Ingeniero.
.3
El Contratista registrará los resultados de todos los ensayos realizados con los pernos,
antes y después de su instalación; registrando las lecturas tomadas en las celdas de
carga instaladas y sometiendo estos documentos a la aprobación del Ingeniero.
4.4.3
Tipos de pernos
 Pernos Tipo A (pasivos para soporte de roca y anclaje de estructuras). En
estos pernos, que se designarán como BAL 6, BAL 8 y BAL 10, siendo que las
primeras dos letras indican la utilización como barras para anclaje de estructuras, y
la tercera letra indica el llenante del hueco, con lechada (L); el número final se
refiere al diámetro de la barra, en octavos de pulgada. Estos pernos deberán llevar
rosca, placa y arandela semiesférica y tuerca para la fijación contra la superficie de
roca o podrán llevar en un extremo un gancho.
En los sitios indicados en los planos, los pernos se deberán anclar mediante una
lechada espesa, inyectado después de introducir la barra en el hueco.
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS OBRAS CIVILES
CAPÍTULO 4. EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS
4-22
En general, la dosificación de las lechadas deberá ser propuesta por el Contratista y
deberá ser verificada en el laboratorio. En todos los casos, deberá incluirse un
aditivo expansor, de características verificadas en el laboratorio.
 Pernos Tipo C (enfilaje). Son tubos de acero sin accesorios rellenos con mortero
como soporte hacia adelante en el frente de las excavaciones subterráneas.
 Pernos de anclaje tipo Swellex. Son pernos pasivos hechos de un tubo soldado
doblado sobre sí y sellado en un extremo. Se expande utilizando un flujo de agua de
alta presión entregado por una bomba especial. El perno se expande al interior de
un tiro. Se utilizarán como soporte de las excavaciones subterráneas según las
características y en los sitios indicados por el ingeniero.
La mínima carga de rotura será de 110 kN, la mínima carga de deformación 100 kN
(estos valores serán determinados en base a las características encontradas del
macizo rocoso). El diámetro del perfil podrá ser de 28 mm o de 36 mm de acuerdo a
l requerimiento en obra.
4.4.4
Materiales
 Barras. Los pernos estarán constituidos por barras corrugadas de acero estructural
que tenga una elongación mínima del 12% en 20 cm, que cumplan la norma NB 731. El punto de fluencia de estos pernos será de 412 MPa. Toda varilla para
perno deberá llevar al menos 0,15 m roscados en uno de los extremos.
 Platinas y accesorios. Las platinas de apoyo de los pernos que las requieran
deberán ser de acero estructural que cumplan lo establecido en la norma ASTM A36 en su última versión, con las dimensiones mínimas que se muestran en los
planos. En donde el Contratista lo encuentre conveniente, podrán utilizarse canales
de acero estructural u otros perfiles, en lugar de las platinas de apoyo.
 Arandelas. Las arandelas semiesféricas deberán ser de acero endurecido y todas
las tuercas del tipo pesado hexagonal. Las arandelas deberán cumplir con lo
señalado en la última edición de la norma ASTM F 436.
 Lechadas. La lechada para llenar el espacio entre la barra y la pared deberá ser de
alta resistencia temprana. La lechada de los pernos BAL 6, BAL 8 y BAL 10 deberá
contener un aditivo antirretracción. Las proporciones de la lechada deberán ser
definidas por el Contratista. Típicamente la lechada se deberá preparar con
cemento Portland tipo 1 y contener un agente fluidificante y expansor en proporción
del 0,5% por peso de cemento. La lechada podrá ser sustituida por un mortero
espeso, vaciado antes de introducir la barra, previo ensayos de campo para verificar
su funcionamiento.
 Resinas. Las resinas que el Contratista proponga utilizar, se deberán someter a
ensayos de campo y laboratorio para comprobar su funcionamiento y deberán ser
aprobadas previamente por el Ingeniero. Se deberán almacenar y manejar de
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS OBRAS CIVILES
CAPÍTULO 4. EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS
4-23
acuerdo con las recomendaciones del fabricante. Se deberán usar resinas que
tengan un tiempo de fraguado, a una temperatura acorde con las condiciones de
instalación, mayor que el que se necesite para las operaciones de colocación.
 Tubos de enfilaje. Los tubos de enfilaje serán de acero estructural calibre 40, y
deberán cumplir la norma ASTM A 53, serán de 100 mm de diámetro, tendrán la
longitud mostrada en los planos y se deberán rellenar con mortero.
4.4.5
Ejecución del trabajo
.1
La instalación de los pernos para soporte de excavaciones se deberá hacer como
máximo dentro de las ocho horas siguientes a la voladura. El Contratista se deberá
organizar para efectuar esta operación como parte de su rutina de trabajo y el equipo
que use deberá permitir avanzar con la colocación de pernos lo más cerca posible del
frente y en todo caso a una distancia no mayor de 5,0 m de éste. En caso de que los
pernos de roca próximos al frente sean dañados por las voladuras, deberán ser
removidos o cortados a ras de la excavación y remplazados por otros.
.2
Los pernos que hagan parte de los revestimientos definitivos de las obras
subterráneas, podrán instalarse posteriormente según la conveniencia del Contratista.
.3
El equipo de perforación deberá ser adicional a los equipos (Jumbos) requeridos para
ejecutar los barrenos de las voladuras, con el fin de que las perforaciones puedan
hacerse dentro de los tiempos estipulados y queden correctamente alineadas, y con un
diámetro uniforme. Adicionalmente, el Contratista deberá suministrar información
referente al equipo para tensionar los pernos y para llenar los huecos con lechada,
resina o mortero.
.4
Todos los huecos se deberán perforar perpendicularmente a la superficie de la roca, a
no ser que los planos indiquen otra cosa. Los huecos deberán tener el diámetro que
recomiende el fabricante de la resina o el que se indique en los planos, y la
profundidad deberá ser la que se muestre en los planos. Después de terminada la
perforación, cada hueco se deberá limpiar con chorros de agua y aire, a una presión
mínima de 0,35 MPa, para remover los residuos de laminado, óxido suelto, mugre,
grasa, fragmentos de roca suelta y polvo o cualquier otra sustancia objetable, y luego
se deberá secar con aire a presión.
.5
Para la instalación de los pernos BAL 6, BAL 8 y BAL 10, el llenado de los huecos se
deberá hacer en forma manual o utilizando equipo neumático, dependiendo del sitio de
instalación del perno, en el piso, en las paredes o en la bóveda de la sección donde se
aplique este tratamiento.
.6
Cuando el extremo exterior de los pernos no vaya a quedar cubierto permanentemente
por hormigón u hormigón proyectado, se deberán proteger todas las superficies de las
platinas de apoyo y arandelas, antes de su colocación, con dos capas de pintura
anticorrosiva. Antes de aplicar la pintura, las superficies de estos elementos deberán
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS OBRAS CIVILES
CAPÍTULO 4. EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS
4-24
quedar libres de aceite, grasa, herrumbre o salpicaduras de cemento. Cuando los
extremos exteriores de los pernos vayan a estar embebidos en hormigón, se deberá
tener cuidado en dejar las superficies metálicas libres de grasas, aceites, o cualquier
otra materia extraña.
.7
Los pernos tipo Swellex serán instalados según instrucciones del proveedor previa
aprobación del Ingeniero.
4.4.6
Control de calidad
.1
Con el objeto de llevar a cabo un estricto control de calidad de los pernos colocados
durante la construcción de las obras, el Contratista deberá probar periódicamente los
pernos que coloque, ensayando cinco pernos por cada lote de cincuenta pernos que
hayan sido colocados, según un procedimiento similar al indicado en la norma ASTM
D4435.
.2
Los pernos serán escogidos por el Ingeniero y se deberán someter a una carga axial
de tracción que deberá alcanzar un valor de dos veces la carga de diseño a los ocho
días calendario después de haber sido colocado el perno, para cualquier tipo de perno.
.3
Del lote de cincuenta pernos colocados, veinticinco pernos serán rechazados por el
Ingeniero cuando en dos o más pernos de los cinco representativos del lote no se
obtenga la resistencia especificada. El Ingeniero evaluará las condiciones de soporte y
decidirán sobre el soporte adicional que se deberá colocar en la zona, el cual deberá
cumplir satisfactoriamente las condiciones y pruebas de control de calidad previstas.
.4
El lote de cincuenta pernos será aceptado por el Ingeniero únicamente después de
efectuado el ensayo de control de calidad sobre los pernos representativos y de que se
haya verificado que soportan la carga axial anteriormente especificada.
.5
La resina sintética deberá ser de una marca aceptada por el Ingeniero. Su
almacenamiento deberá cumplir con las recomendaciones del fabricante. Se deberán
suministrar dos tipos de resina sintética: una de fraguado rápido de 3 minutos a
5 minutos a 25°C y otra de fraguado lento de 15 minutos a 30 minutos a 25°C. Las
resinas deberán desarrollar una resistencia mínima de 90 MPa a la compresión
inconfinada cuando están mezcladas y fraguadas completamente, de acuerdo con la
especificación AASHTO T22. Adicionalmente, se deberá remitir la información técnica
de la resina propuesta incluyendo como mínimo:
 Marca del material y nombre del proveedor.
 Resistencia a la compresión inconfinada.
 Tiempos de fraguado vs. temperatura.
 Viscosidad.
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS OBRAS CIVILES
CAPÍTULO 4. EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS
4-25
 Requisitos de almacenamiento y manejo.
.6
Las resinas deberán suministrarse en forma de cartucho y deberán tener una envoltura
plástica que ofrezca una protección óptima a la humedad y que se pueda romper
fácilmente para permitir la mezcla completa durante la instalación. Las resinas
deberán contar con propiedades tixotrópicas apropiadas y de viscosidad para permitir
una correcta mezcla de los agregados mediante la rotación del perno para prevenir que
la resina se escurra fuera del hueco o dentro de las diaclasas después de mezclada.
Los cartuchos deberán ser los recomendados por el fabricante. Las resinas deberán
alcanzar el 80% de su resistencia final en un tiempo igual a cinco veces el tiempo de
gelificación.
.7
El Contratista deberá preparar y ejecutar ensayos normalizados que demuestren la
adherencia efectiva entre las resinas que se utilicen y el metal de los pernos. El
Contratista deberá garantizar que las resinas adhieren a los pernos satisfactoriamente
y por lo tanto se evita la posible corrosión del perno por efecto de las aguas de
infiltración dentro del barreno.
4.4.7
Trabajos de obturación y tratamiento de fallas
 Los trabajos de obturación consisten en el tratamiento y relleno con hormigón,
hormigón proyectado, o lechada de inyección de las fallas, zonas de
desgarramiento, costuras, juntas y fracturas que se descubran durante los trabajos
de excavación.
 Los materiales a utilizarse serán los aquí especificados y deberán ajustarse a las
prescripciones aplicables de los capítulos “Hormigón”, “Hormigón Proyectado” e
“Inyecciones”.
 Las zonas de desgarramiento excavadas y costuras que tengan un ancho menor de
15 cm se rellenaran con lechada de inyección, consistente en (1) una parte de
cemento y 2 (dos) de arena.
 Las zonas de desgarramiento, fallas, costuras y fracturas con ancho mayor a 15 cm,
se rellenaran con hormigón que tenga una resistencia a la compresión de 20 N/mm2
a los 28 días y un tamaño máximo de agregado de 38 mm.
 El Hormigón de obturación se colocará en capas que no excedan de 30 cm,
compactado con vibradores.
 Cuando sea necesario hormigón de obturación, este se fijará a la roca con pernos
de anclaje y se reforzará con malla metálica.
 En las zonas de desgarramiento de más de 2 m de ancho, las tuberías de inyección
se empotrarán en el hormigón para las Inyecciones subsiguientes de contacto entre
la zona de desgarramiento y el hormigón.
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS OBRAS CIVILES
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4-26
4.4.8
Medida y pago
.1
No se harán mediciones ni pagos por ítems en forma separada y todos los gastos
deberán estar incluidos en el costo total de las obras. El pago deberá ser realizado de
acuerdo a lo establecido en el Contrato.