Aportes y recomendaciones a la normativa referente al diseño geotécnico de túneles en Colombia
Fecha
2020
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Editor
Universidad EAFIT
Resumen
The geotechnical design of tunnels in Colombia represents a challenge for civil engineers and geologists who face these infrastructures. At present, the construction of these engineering works is increasing nationwide, therefore there is a need for an assertive and updated regulation to the particular conditions of the country that allows tunnel designs to be carried out with modern technical standards and less uncertainty in the face of to the construction stage.
Given this need, in this thesis the methodologies for geotechnical tunnel designs are evaluated in the first instance according to their approach: empirical, analytical and numerical. Subsequently, a study of the regulations is carried out in countries with greater experience in the field of tunnel design, construction and operation, which have developed regulations, manuals and regulations, with which it is proposed to make a comparison to determine aspects that can be improved and update the Colombian regulations, ¨Manual para el diseño, construcción, operación y mantenimiento de túneles de carretera elaborado por el Instituto Nacional de Vías (INVÍAS)”.
In addition to the study of the state of the art worldwide in regulations and geotechnical design, a geomechanical analysis is carried out at the Toyo Tunnel, which is currently under construction. In this sense, a comparison is made between the original design of the tunnel with respect to the installed support and the deformations obtained, using the finite element program RS2. The analysis of the state of the art obtained allows us to conclude that there is evidence of the need to update the manual or the development of a new regulation and, to make this a mandatory document, placing minimum criteria and guidelines to unify the designs, in a possible new version of the INVÍAS Tunnel Manual - Manual for the design, construction, operation and maintenance of road tunnels - as a support document and design analysis for tunnels in Colombia.
Descripción
El diseño geotécnico de túneles en Colombia representa un desafío para los ingenieros civiles y geólogos que se enfrentan a estas infraestructuras. En la actualidad, la construcción de estas obras de ingeniería está en aumento a nivel nacional, por ende, existe la necesidad de una normativa asertiva y actualizada a las condiciones particulares del país que permita realizar diseños de túneles con estándares técnicos modernos y una menor incertidumbre frente a la etapa de construcción.
Dada esta necesidad, en la presente tesis se evalúan en primera instancia las metodologías para diseños geotécnicos de túneles de acuerdo con su enfoque: empírico, analítico y numérico. Posteriormente, se realiza un estudio de las normativas en países con mayor experiencia en el campo del diseño, construcción y operación de túneles, que han desarrollado normativas, manuales y reglamentaciones, con las que se propone realizar una comparación para determinar aspectos que se puedan mejorar y actualizar en la normativa colombiana ¨Manual para el diseño, construcción, operación y mantenimiento de túneles de carretera elaborado por el Instituto Nacional de Vías (INVÍAS)”.
Adicional al estudio del estado del arte a nivel mundial en normativa y en diseño geotécnico, se realiza un análisis geomecánico al Túnel del Toyo, el cual se encuentra actualmente en construcción. En este sentido, se realiza un comparativo entre el diseño original del túnel con respecto al soporte instalado y deformaciones obtenidas, usando el programa de elementos finitos RS2. El análisis del estado del arte obtenidos permite concluir que existe evidencia de la necesidad para realizar la actualización del manual o la elaboración de una nueva normativa y, hacer de este un documento de carácter de cumplimiento obligatorio, colocando criterios y pautas mínimas para unificar los diseños, en una posible nueva versión del Manual de Túneles del INVÍAS - Manual para el diseño, construcción, operación y mantenimiento de túneles de carretera - como documento de soporte y análisis de diseño para los túneles en Colombia.
Palabras clave
Túnel, Normativa de túneles, Manual de diseño de túneles, Diseño geotécnico de túneles, Túnel del Toyo, Estaciones de convergencia, Fichas geomecánicas.