A finales de 2020 se ha publicado la traducción al español de Chile del libro original en inglés aparecido en 2017, incluyendo con muchos aspectos adicionales. El libro ha sido elaborado para jóvenes profesionales y mandantes de la industria de túneles para proyectos civiles, mineros e hidroeléctricos.
La Guía Práctica para Túneles en Roca, a lo largo sus 386 páginas, lleva al lector a través de todos los pasos críticos del diseño y construcción de túneles de roca, desde las investigaciones del sitio geotécnico hasta la supervisión de la construcción. La guía ofrece sugerencias y recomendaciones para los profesionales sobre temas especiales de pruebas de laboratorio, durabilidad de rocas y aceptación de túneles de transporte de agua sin revestimiento, sobreesfuerzos en túneles profundos y largos, evaluación de métodos de excavación en base a riesgos, estrategias contractuales e inspecciones posteriores a la construcción.
En lugar de revisar todas las teorías y conceptos que se pueden encontrar en otras fuentes, este libro contiene las difíciles lecciones aprendidas de la experiencia del autor en el campo de los túneles de roca, incluidos los proyectos complejos dentro de América Latina. Las consideraciones claves y las lecciones aprendidas de proyectos de casos seleccionados se presentan en base a la amplia experiencia internacional del autor de más de 35 años y 1500 km de túneles para infraestructura civil, hidroeléctrica y minera, incluidos algunos de los proyectos más reconocidos en el mundo hasta la fecha.
Desde marzo de 2021, la publicación se puede adquirir en formato físico (tapa dura) a través de la web de la Corporación de Desarrollo Tecnológico (CDT) de Chile, que complementa las versiones (formato físico en tapa blanda y digital formato Kindle), que se incorporaron al final del año 2020 en el portal de Amazon.
CONTENIDO, La publicación se organiza en 21 capítulos:
1 Introducción.
2 Usos Funcionales de Túneles en Roca.
3 Ejecución de Proyectos de Túneles: Método de entrega del proyecto, etapas de ejecución, planificación temprana del mandante, ingeniería de proyectos por consultores, nivel de trabajo/documentos durante la ejecución, requisitos funcionales para diseño/construcción, contratación temprana del contratista, revisiones de constructibilidad y evaluación independiente de riesgos de TBM.
4 Investigaciones de Terreno: Potenciales consecuencias de escasas investigaciones de terreno, revisión de la información existente/experiencia previa, planificación/presupuesto de las investigaciones del terreno, recopilación de información relevante/plano base, identificación de riesgos geológicos importantes/posibles hallazgos, planificación por etapas de las investigaciones, mapeo de terreno/comprobación in situ de las fallas geológicas inferidas, mediciones geofísicas, perforaciones exploratorias, pruebas in situ, selección/preparación de muestras, ensayos de laboratorio/aseguramiento de la calidad, instrumentación de terreno/monitoreo antes de la construcción, galerías de exploración/túneles piloto, informes, fotografías de testigos y almacenamiento de largo de plazo de los testigos.
5 Caracterización de Rocas:Geología regional/local, geología del trazado del túnel, zonas de fallas/fracturas, fracturas del macizo rocoso, resistencia, mineralogía, alteración, abrasividad, durabilidad/potencial de hinchamiento, condiciones de agua subterránea, predicción de infiltraciones, calidad de agua, esfuerzos in situ, calidad de macizo rocoso y trazado del túnel y caracterización de tramos.
6 Diseño de Túneles en Roca:Bases/criterios de diseño, normas técnicas/códigos de mejores prácticas, sección transversal del túnel/requisitos geométricos internos, forma/dimensiones del túnel, ubicación de los portales, diseño del soporte, trazado en planta/separación, trazado en elevación (alzado), inclinación práctica, requerimientos de accesos temporales/intermedios, requerimientos de drenaje, requerimientos para la losa del túnel, requerimientos para el diseño operacional, requerimientos para el acceso, diseño de túneles hidráulicos a presión, consideraciones para el diseño sísmico de túneles en roca, tapones para túneles en roca y constructibilidad de diseño.
7 Estabilidad de Túneles:Modos probables de inestabilidad, análisis de estabilidad/selección de parámetros, evaluación empírica de la estabilidad, evaluación cinemática de la estabilidad, evaluación de la estabilidad del macizo rocoso, evaluación de la estabilidad del macizo rocoso mediante elementos discretos, evaluación/caracterización del sobreesfuerzo, estabilidad del túnel en zonas de falla, convergencias extremas, estabilidad de túneles hidroeléctricos antiguos, revisión de la estabilidad de túneles existentes en geologías similares.
8 Excavación de Túneles:Consideraciones prácticas, dimensiones mínimas para construcción, consideraciones para sobreexcavaciones, excavación con perforación/tronadura, diseño de la tronadura, fragmentación química de rocas sin vibraciones, acuñadura, alta productividad con perforación/tronadura, método de excavación secuencial (SEM) para roca débil, excavación mediante tuneladora (TBM), evaluación de la aplicabilidad del uso de TBM, uso de TBM en condiciones adversas o difíciles, el uso de TBM en proyectos mineros, especificaciones técnicas mínimas para TBM, excavación con fresadoras, métodos para excavaciones inclinadas, excavación de piques, excavación de cavernas, nuevas tecnologías/desarrollos para excavaciones en roca y evaluación de los métodos de construcción y sus riesgos.
9 Soporte del túnel: Principios generales de diseño, soporte de roca inicial, soporte de roca final, instalación práctica del soporte, soporte de los portales, elementos de soporte/productos típicos, pernos, cables, malla, hormigón proyectado (shotcrete), marcos reticulados/perfiles metálicos, soporte de túneles en excavaciones con TBM, soporte del túneles para condiciones severas de sobreesfuerzos/estallidos de roca, soporte para convergencias extrema (squeezing), evaluación del potencial de corrosión, requisitos para la instalación de pre-soporte, congelamiento del terreno, verificación de la estabilidad del túnel y diseño de soporte.
10 Requerimientos para Revestimientos de Túneles: Objetivo de revestimientos de túneles en roca, aceptabilidad de túneles en roca sin revestimiento, revestimiento final con hormigón proyectado, revestimiento final de con hormigón proyectado para túneles hidráulicos, revestimiento final con hormigón in situ, revestimientos de hormigón en fallas geológicas importantes en túneles hidroeléctricos, revestimiento de anillos prefabricados de hormigón en excavación con TBM, requerimientos/aplicaciones de impermeabilización y requerimientos de protección contra incendios.
11 Consideraciones de Construcción: Movilización a faena, preparación del terreno para campamentos/áreas de suministro, accesos a portales/piques, ventilación, suministro de agua para construcción, suministro de electricidad, bombeo/pozos para construcción, tratamiento de aguas de infiltración/construcción, requisitos ambientales para el muestreo/ensayos, disposición de materiales excavados, implementación del soporte de diseño, requisitos para el mapeo geológico/geotécnico, inspecciones para el aseguramiento de la calidad e instrumentación geotécnica
12 Riesgos de Construcción y Medidas de Mitigación: Peligros en portales, peligros en la construcción de túneles, influencia en la estabilidad debido a túneles existentes/cercano, control/gestión de las aguas subterráneas, impactos a la comunidad debido a la construcción de túneles, atrapamiento/liberación de TBM, problemas/características de diseño especiales de las TBM, generación de materiales finos durante la excavación con TBM, perforación exploratoria durante la excavación, pre-drenaje, inyecciones delante de la frente de excavación, inyecciones detrás del frente, túneles piloto, técnicas de investigación durante la construcción y equipos/recursos adicionales durante la construcción.
13 Estimación de los Costos de Construcción para Túneles en Roca: Estándares para la estimación de costos, recomendación de procedimientos, supuestos clave para la estimación de costos de construcción, costos directos de construcción, costos indirectos de construcción, contingencias para los costos de construcción y ganancia, costos del mandante, costo total esperado del proyecto de túnel, análisis probabilístico de costos de construcción e incertidumbre geológica, análisis integrado de riesgos para los costos/programa y comparaciones de costos con proyectos similares.
14 Programa de Construcción para Túneles en Roca: Identificación de actividades clave de construcción/representación gráfica, plazos críticos para la adquisición de equipos clave, evaluación de tasas realistas de producción/jornadas de trabajo, contingencias en el programa debido a eventos de riesgo y actividades de la ruta crítica.
15 Estrategia e Implementación del Contrato del Proyecto: Documentación del contrato, tipos de contrato, precalificación, forma de pago, asignación de riesgos, compensación por condiciones de terreno diferente, informes geotécnicos de línea base/implementación, gestión del contrato y del programa de construcción, alianza, resolución de disputa y gestión de reclamo.
16 Gestión de Riesgo: Gestión de riesgos y ejecución, evaluaciones cualitativas de riesgos, registro de riesgo, asignación de riesgos y evaluaciones cuantitativas de riesgos.
17 Inspección de Túneles en Roca: Inspecciones manuales, documentación de datos, prácticas de seguridad, inspección de túneles históricos utilizando drones e inspecciones subacuáticas de túneles hidráulicos utilizando ROV.
18 Renovación, Reparaciones y Decomisionamiento: de Túneles en Roca.
19 Casos Históricos y Lecciones Aprendidas: Proyecto Lesotho Highlands, Fase 1, (Lesotho) – túnel peatonal Pacific Place, (Hong Kong) – túneles de la carretera Ring Taipei, (Taiwán) – túnel de la carretera Bolu Mountain, (Turquía) – túnel ferroviario de base San Gotardo, (Suiza) – túneles gemelos para agua potable Seymour Capilano, (Canadá) – túnel hidroeléctrico Niágara, (Canada) – túneles de transferencia y alimentación de agua de Arrowhead, (EE. UU) – túneles Canadá Line Transit, (Canadá) – túnel hidroeléctrico Ashlu, (Canadá) – proyecto hidroeléctrico Forrest Kerr, (Canadá) – túnel hidroeléctrico Río Esti, (Panamá) – túnel hidroeléctrico Chacayes, (Chile) – túneles Hidroeléctricos Los Arandanos, (Chile) – túnel tranvía de alta velocidad en Red Lake Gold Mine, (Canadá) – túnel Correa Mina Pascua Lama, (Chile/Argentina) – túnel hidroeléctrico Los Cóndores, (Chile) – proyecto hidroeléctrico Pando y Monte Lirio, (Panamá) – proyecto hidroeléctrico Alto Maipo, (Chile) – túnel de desagüe de efluentes, Mid-Halton, (Canadá) – túnel de desvío del proyecto hidroeléctrico Ituango, (Colombia).
20 Contratación, Roles y Responsabilidades de los Profesionales.
21 Salud y Seguridad.
SOBRE EL AUTOR:
El ingeniero Dean Brox es canadiense, graduado en Ingeniería Geológica (opción geotécnica, en 1985) por la Universidad de British Columbia en Vancouver, Canadá y por el Imperial College, Universidad de Londres, Reino Unido, con una Maestría en Ciencias en Ingeniería Mecánica de Rocas (con distinción en 1990), y tiene 35 años de experiencia en planificación, diseño, construcción, operaciones e inspecciones para más de 1500 km de grandes proyectos de túneles e infraestructura subterránea en todo el mundo, incluidos 575 km para túneles mineros y 525 km para túneles hidroeléctricos
Es un reconocido experto internacional en túneles y ha apoyado tanto a clientes como a contratistas en disputas relacionadas con contratos de construcción, habiendo trabajado en proyectos de túneles en Angola, Argentina, Australia, Bolivia, Canadá, Chile, Colombia, Ecuador, EE. UU., Escocia, Filipinas, Georgia, Grecia, Groenlandia, Guatemala, Hong Kong, India, Indonesia, Lesotho, Madagascar, Malasia, México, Nepal, Panamá, Perú, Portugal, Reino Unido, Sudáfrica, Suiza, Taiwán, y Turquía. Actualmente ejerce como ingeniero consultor independiente y vive en Vancouver, Canadá.
Vivió durante los primeros años de su carrera en Sudáfrica y trabajó en una mina de oro profunda y para la Fase 1 del Proyecto de Lesotho Highlands Water con más de 82 km de túneles, luego en Hong Kong para importantes proyectos de túneles de tránsito urbano incluido el uso de la primera tuneladora en dicha ciudad y después en Suiza para el túnel ferroviario de San Gotardo de 52 km.
Ha publicado más de 40 artículos técnicos para conferencias internacionales y ha actuado como docente en universidades para presentaciones de proyectos históricos y lecciones aprendidas. Lidera las actividades del Grupo de Trabajo 14 – Túneles Mecanizados, de la Asociación Internacional de Túneles.
Actualmente es asesor técnico del Banco de Desarrollo de Asia y miembro del Panel de Expertos de la Fase 2 del Proyecto de Lesotho Highlands Water, que incluye un túnel de conducción de agua de 38 km y una presa de 165 m de altura.
SOBRE EL TRADUCTOR:
El ingeniero Giorgio Piaggio es chileno, Ingeniero Civil de la Universidad Técnica Federico Santa María, Valparaíso, Chile y posee una Maestría en Túneles por la École Polytechnique Fédérale de Lausanne en Suiza y tiene 15 años de experiencia en proyectos subterráneos para minería, energía e infraestructura. Su experiencia incluye el diseño, construcción y operación de túneles construidos con tuneladoras y métodos convencionales. Actualmente desempeña el cargo de Gerente de Ingeniería y Construcción por el mandante para el proyecto hidroeléctrico Alto Maipo en Chile con 75 km de túneles y dos cavernas.
Es el expresidente del Comité de Túneles y Espacios Subterráneos de Chile, participa como docente en el Programa de Túneles del Diploma de la Universidad de Chile en Santiago, y ha publicado documentos técnicos sobre el diseño y pruebas de laboratorio acerca de durabilidad de rocas en los Andes.
