¿Qué es la convergencia?
La excavación de un macizo rocoso provoca inevitablemente un
desequilibrio de su estado tensional, provocando una tendencia del propio
terreno para recuperar su estabilidad inicial y generando en ese proceso
unos desplazamientos convergentes que se deben controlar
sistemáticamente.
Las mediciones de los movimientos relativos entre dos puntos
fijos colocados en la superficie de un espacio
subterráneo (túnel, caverna, lumbrera) son conocidas como mediciones de
convergencia o divergencia,
según los puntos
se aproximen o
alejen entre sí. Su
cuantificación permite graficar en función del tiempo los decrementos o
incrementos de la distancia inicial medida (conocida como medición cero) con
las mediciones subsecuentes.
Este método de medición cuantifica como la sección original
del espacio subterráneo se comporta al estar influenciada por factores
geológicos, esfuerzos inherentes de la montaña, ritmo y ciclo de
excavación, sistema de refuerzo primario
seleccionado, momento en su colocación, y por la presencia de agua subterránea, especialmente importante en el
caso donde los materiales que conforman el entorno del túnel sean susceptibles
de cambiar sus propiedades físicas y mecánicas al entrar en contacto con el
agua. Mediante el monitoreo continuo de una o más secciones la construcción del
espacio subterráneo se ejecuta de manera más segura y eficiente, pues
generalmente nos permite comprender y evaluar oportunamente la tendencia
estática o dinámica del túnel Vs. el sistema de refuerzo primario colocado, y
el momento idóneo para realizar el revestimiento definitivo.
¿Cómo medir la convergencia?
Con ayuda del taladro se debe insertar en el macizo rocoso
un perno de diámetro mínimo de
1 1/2” con una longitud mínima de 1.0m y en el extremo
visible colocar una argolla o cruz fija a la barra que posibilite siempre la
misma medida en el mismo punto de control.
¿Cuántos puntos de control se deben instalar?
Los puntos que se toman para efectuar las lecturas de
convergencias en cada estación del túnel son los indicados a continuación:
De acuerdo a los 5 puntos de esta sección se observan las
deformaciones de la bóveda y de las paredes.
¿Dónde instalar estos puntos de control?
La sección de medición debe colocarse lo más próxima al
frente de avance, de manera que los pernos de medición queden fijados con la
primera capa de concreto lanzado en contacto con la roca para que después del lanzado se realice la medición inicial de
la sección, obteniendo así una gráfica que abarque el periodo de las deformaciones
más importantes dado que las deformaciones de mayor magnitud se llevan a cabo
inmediatamente después del avance de la excavación normalmente decrecen a
medida que el concreto lanzado o anclas pasivas fragüen, adquieran resistencia
y comiencen a trabajar.
El colocar la sección de control lo más próxima al frente de
avance es muy importante ya que las deformaciones decrecen a medida que la excavación se aleja
de ésta, volviéndose a incrementar cuando se
aproxima la excavación de la
media sección inferior del túnel (destrosa) o por la ejecución de obras
cercanas, tales como galerías o por las conexiones entre el túnel y la galería.
¿Qué espaciamiento longitudinal deben tener los puntos de
control?
Es aconsejable colocar los puntos de control una vez que la
excavación en el frente esté completa en sus medias secciones tanto superior
(calota, en una primera instancia) como inferior (destrosa, en una segunda
instancia) según la geometría de proyecto, se recomienda una separación entre 5
a 10 metros siempre y cuando los trabajos con explosivos no afecten a los
puntos de control ya instalados. También es recomendable su instalación en
aquellos sectores donde se tenga cambios en la estructura y composición de la
roca y cuando el ingeniero especialista así lo disponga.
¿Cómo medir los puntos de control?
Con la ayuda de un mismo equipo óptico de precisión
referenciando éste siempre al mismo banco de datos inamovible y fijo; de ser
posible es mucho más recomendable realizar las lecturas de las líneas de
convergencia con una cinta extensométrica invar.
¿Cada cuánto se realizan las mediciones?
Las medidas se realizan diariamente una o dos veces al día
si es necesario. A medida que las deformaciones decrecen pueden hacerse
lecturas más espaciadas.
¿Cómo se interpretan las medidas de controles?
(1) Movimientos relativos verticales para la bóveda:
Los movimientos producidos en los triángulos superior e
inferior de la sección del túnel nos indican: asentamientos de la clave (líneas
2-3; 4-3 y 2-4) deformaciones de la bóveda (líneas
2-3; 4-3 y 2-4; 1-3 y 5-3 y 1-5)
(2) Movimientos relativos horizontales:
Los movimientos producidos en el inicio de la bóveda en los
hastiales del túnel o en la geometría del rectángulo inferior (líneas 2-4 y
1-5).
Estos movimientos verticales y horizontales indican el
gradiente de la velocidad que existe entre dos puntos al juntarse o separase el uno del otro y en
su momento a permanecer estáticos, es decir sin movimiento convergente o
divergente.
