Arco de acero de soporte para túneles

Tipos de arco de acero de soporte de túnel

Los arcos de acero de soporte de túnel están disponibles en numerosos tipos. Cada tipo tiene cualidades únicas que los hacen adecuados para aplicaciones específicas.

• Soportes de arco de acero flexibles

  Los soportes de arco flexibles son soportes adaptables que se utilizan con frecuencia en túneles con condiciones del suelo irregulares o impredecibles. Debido a su adaptabilidad, pueden coincidir fácilmente con el perfil del túnel, distribuyendo el peso de manera consistente en todo el sistema de soporte. Debido a esto, son una excelente opción para lugares donde los soportes rígidos tradicionales podrían no ser funcionales.

• Soportes de arco de acero rígidos

  Los soportes de arco de acero rígidos están hechos de acero de alta resistencia. Los soportes de arco rígidos se utilizan normalmente en túneles con condiciones de suelo estables. Debido a su alta capacidad de carga, proporcionan un soporte constante al mantener su forma bajo peso. Pueden no ser apropiados para su uso en áreas con terreno irregular, donde los soportes adaptables serían más útiles.

• Soporte de malla de acero

  Los soportes de malla de acero consisten en varillas de acero interconectadas, formando una malla robusta. Permiten un mejor flujo de aire dentro del túnel, lo que puede ayudar a prevenir la acumulación de agua y el posible daño resultante. Además, los soportes de malla de acero suelen ser más ligeros que los soportes sólidos tradicionales, lo que los hace más fáciles de instalar y posicionar. Sin embargo, debido a su peso más ligero, es posible que no ofrezcan el mismo nivel de soporte en términos de capacidad de carga que otros tipos de soportes de arco.

• Arcos de acero prefabricados

  De acuerdo con el diseño predeterminado, los arcos de acero prefabricados se fabrican fuera del sitio y luego se instalan en el túnel. Permiten una instalación rápida y un soporte uniforme en todo el túnel debido a su tamaño y forma consistentes. Sin embargo, es posible que no se adapten a condiciones o requisitos geológicos específicos como los soportes de acero flexibles.

• Soportes de acero combinados

  Los soportes de acero combinados utilizan dos o más tipos de soportes de acero dentro de un túnel. Este método se adopta para acomodar las diversas condiciones geológicas presentes a lo largo de la longitud del túnel, asegurando así la estabilidad y el soporte óptimos donde sea necesario.

Especificaciones y mantenimiento del arco de acero de soporte de túnel

Especificaciones

• Materiales: Generalmente hechos de acero de alta resistencia de baja aleación, que tiene una excelente resistencia, tenacidad y resistencia a la oxidación.
• Altura de soporte: Las alturas de los soportes de arco se pueden variar ajustando las patas para adaptarse a diferentes profundidades del túnel. Comúnmente, pueden alcanzar de 1 m a 2 m (3,28 pies a 6,56 pies).
• Ancho de soporte: Los anchos también dependen del túnel específico y otros requisitos. Van de 1 m a 2 m (3,28 pies a 6,56 pies).
• Peso: El peso de los soportes de arco depende de las dimensiones, la forma, el material de acero, etc. En general, un soporte de arco ligero para túneles facilita el transporte y la instalación.
• Capacidad de carga: Los soportes de arco para túneles pueden soportar diversas cargas dependiendo de las propiedades del material, los diseños, las dimensiones, etc. Generalmente, pueden soportar cargas concentradas, como cargas estáticas, cargas de operación normal y cargas transitorias frecuentes, como cargas de impacto.

Nota: Las especificaciones de los soportes de túnel de arco de acero varían según las necesidades de las diferentes industrias, aplicaciones y túneles.

Mantenimiento

• Limpieza de superficies: Limpie la superficie regularmente para eliminar polvo, aceite, barro y otros contaminantes. Utilice cepillos o chorros de agua a alta presión en lugar de limpiadores químicos.
• Mantenimiento de la pintura: Inspeccione y mantenga los recubrimientos protectores de los soportes. Repare las áreas dañadas para garantizar las propiedades protectoras y estéticas del revestimiento.
• Inspección estructural: Inspeccione regularmente la estructura general del soporte de arco. Busque problemas como deformación, grietas y otros problemas estructurales para garantizar la estabilidad y la seguridad.
• Inspección de conexiones: Compruebe las áreas de conexión como los pernos y las abrazaderas. Asegúrese de que estén seguros y calibrados correctamente para evitar aflojamiento y fallas.
• Mantenimiento anticorrosivo: Para el tratamiento anticorrosivo de los soportes de arco, compruebe periódicamente la integridad de la capa anticorrosiva y manténgala o repare para prolongar la vida útil de los soportes.
• Ajuste del soporte: Si el túnel presenta asentamientos o deformaciones, asegúrese de ajustar y mantener los soportes de arco a tiempo para mantener el soporte proporcional.
• Mantenimiento del entorno circundante: Mantenga el entorno circundante de los soportes de arco. Por ejemplo, controle la humedad y la temperatura del túnel para reducir el riesgo de corrosión y envejecimiento de los soportes.
• Mantenimiento de registros: Mantenga un registro de mantenimiento para los soportes de arco, incluidos los registros de inspección, mantenimiento y reparación, de modo que se pueda proporcionar una referencia y un seguimiento de seguimiento.

Escenarios de arco de acero de soporte de túnel

El arco de acero de soporte de túnel se utiliza en diversas industrias en la minería, la ingeniería civil y la construcción de infraestructura, reforzando el soporte de tubo en forma de arco de varios tipos de túneles y espacios subterráneos.

• Soporte de túnel minero: El uso tradicional y más común es estabilizar los túneles mineros. Debido al alto peso y la presión, elegir un material de acero para soportarlas es ideal. Este tipo de material puede crear una barrera para evitar el colapso, lo que creará un espacio para otros trabajadores.
• Soporte de túnel hidráulico: En túneles hidráulicos o proyectos hidroeléctricos, se utilizan como estructura de soporte para pozos de drenaje y monitoreo, embalses y túneles hidráulicos. Pueden soportar altas presiones y cargas hidráulicas debido a su robustez.
• Túneles de transporte: Este tipo de material también juega un papel importante en algunas industrias de transporte. Puede estabilizar varios tipos de túneles, como túneles ferroviarios, túneles viales y túneles de metro.
• Cámaras subterráneas: Los arcos de acero se utilizan a menudo como estructuras de soporte en cámaras subterráneas o cavernas para evitar que el techo se derrumbe. También crean puntos de entrada y salida estables para los trabajadores.
• Túnel bajo el agua: Para túneles submarinos, los arcos de acero funcionan para proteger los túneles de la presión del agua externa. También permiten el paso seguro de vehículos y personal.
• Túneles de terreno blando: Los arcos de acero brindan soporte temporal o permanente para túneles excavados en formaciones de suelo débiles o sueltos. Ayudan a estabilizar la sección del túnel a medida que avanza la excavación.
• Túneles de autopista y peatonales: Los arcos de acero soportan tanto las cargas estructurales como las cargas de suelo/tráfico por encima de manera que los túneles peatonales y de autopista sean seguros para las personas. La capacidad de carga, la durabilidad y la versatilidad los hacen muy adecuados para su uso en la construcción de túneles.

Cómo elegir arcos de acero de soporte de túnel

Al elegir arcos de acero de soporte de túnel, se deben considerar varios factores para garantizar que el sistema de soporte seleccionado asegure las aberturas del túnel y actúe como una solución de soporte a largo plazo.

Evalúe la calidad de la roca antes de seleccionar los soportes de arco de acero. En este paso, es necesario definir la clasificación de la masa rocosa. Una vez que se haya establecido la calidad de la roca, se puede evaluar la capacidad de carga. Con base en la capacidad de carga de la roca circundante, se puede seleccionar un arco de acero apropiado. El tamaño del túnel se puede determinar por el uso previsto y la roca circundante. Seleccione los soportes de túnel de acero para que coincidan con las dimensiones del túnel. Las cargas anticipadas deben considerar las cargas estáticas y dinámicas. En este caso, elija arcos de acero diseñados para soportar las cargas esperadas. Es necesario tener en cuenta las condiciones ambientales, incluidos los niveles de humedad, la exposición a productos químicos y las variaciones de temperatura. Seleccione arcos adecuados para las condiciones ambientales.

Con base en los procedimientos de instalación, elija el sistema de soporte de arco de acero de acuerdo con la secuencia de construcción que se utilizará y el método de excavación. Seleccione el sistema de soporte que sea compatible con el método de tunelización y la secuencia de excavación. También se debe considerar la rentabilidad, el rendimiento, los costos del ciclo de vida y los factores económicos del sistema de soporte elegido. Después de todo esto, el sistema de soporte elegido debe proporcionar un buen valor para la inversión.

Recuerde consultar con ingenieros y otros profesionales al elegir los soportes, ya que podrán guiar la elección adecuada de soportes para el túnel en cuestión.

Preguntas frecuentes

P1: ¿Qué materiales se utilizan en los soportes de túnel?

A1: La selección del material depende de las necesidades del proyecto, incluida la geología, el ambiente y los requisitos de carga. Normalmente, se adopta acero de alta resistencia, acero galvanizado, acero inoxidable, acero aleado, revestimiento de cobre o revestimiento de carbono para los materiales de soporte de túnel.

P2: ¿Cuánto tiempo pueden durar los soportes de túnel?

A2: Con un mantenimiento adecuado, los soportes de túnel pueden durar de 20 a 50 años o más.

P3: ¿Cuáles son las ventajas de los soportes de túnel?

A3: Los soportes de túnel proporcionan los siguientes beneficios: alta capacidad de carga, estabilidad excepcional, resistencia sísmica, resistencia al fuego, resistencia química, etc.

P4: ¿Cuánto peso pueden soportar los soportes de túnel?

A4: Esto depende del diseño específico y los materiales utilizados. Algunos soportes de túnel pueden soportar cientos de toneladas.