Expo. Tuneles Instrumentacion

8/10/2019 Expo. Tuneles Instrumentacion

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http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_1/electroniveles%20%20BEA.pptxhttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_1/electroniveles%20%20BEA.pptx


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Un registrador de datos (Datalogger) es un dispositivo

electrnico que registra datos en el tiempo o en relacin

a la ubicacin ya sea con una construida en instrumentoo sensor o a travs de instrumentos y sensores

externos. Cada vez ms, pero no del todo, se basan en

un procesador digital (o equipo).

Por lo general son pequeos, con pilas, porttiles, yestn equipadas con un microprocesador, memoria

interna para almacenamiento de datos y sensores.

Algunos registradores de datos con interfaz de un

ordenador personal utilizan el software para activar elregistrador de datos y ver y analizar los datos

recogidos, mientras que otros tienen un dispositivo de

interfaz local (teclado, pantalla LCD) y puede ser

utilizado como un dispositivo independiente.


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Tcnica deinstrumentacin

geotcnica capaz de

medir movimientos

en la vertical delterreno y a diferente

profundidad

(asientos).

Se utilizan sobretodo en

cimentaciones de

gran envergadura


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Los extensmetros o medidores dedeformacin vertical miden el aumento odisminucin de la longitud de un sistema desensores que conecta varios puntos que estnanclados dentro de una perforacin y cuyadistancia de separacin es aproximadamenteconocida. Generalmente el fondo debe estar ensuelo o roca dura y estable.

Los extensmetros son muy tiles paradeterminar movimientos de la superficie defalla. El sistema es simple y permite medicionesfrecuentes con facilidad.


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PROCESO DE INSTALACINPerforacin:

Realizar con ayuda de una

maquina Long Year 38 o

similar, un barreno de 4

1/2 de dimetro. La

profundidad del barrenodeber ser dos metros

mayor a la profundidad de

instalacin correspondiente

Colocacin de las barras:

A partir de los arreglos de

las barras de acero

inoxidable de de

dimetro, indicados en la

documentacin delfabricante


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Cada uno de los acoplamientos

antes sealados ser protegido

con tubera de PVC de de

dimetro, efectuando las unionesmediante coples y pegamento

para este material.

Una vez realizado lo anterior, el

cuerpo del extensmetro ser

introducido en el barreno, einmediatamente se podr iniciar

la inyeccin de lodo fraguante

hasta provocar el derrame de la

misma por la boca del barreno

con lo cual se garantiza su total

cementacin.

Construccin de registros:

Finalmente como medida de

proteccin se construir un

registro generalmente de 0.4m x

0.4m en planta.


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Son sondeos equipados con una tuberapiezomtrica, ranurada en la zona a medir El

nivel del agua se mide con una sonda que seintroduce por el interior de medir. El nivel delagua se mide con una sonda que seintroduce por el interior de la tubera

piezomtrica. Se utilizan para determinar deuna manera simple, rpida y precisa, el niveldel agua en los sondeos . La lectura se realizadirectamente sobre el cable graduado.

Se instalan en el interior de sondeos para

controlar rebajes del nivel fretico en el interiory exterior de excavaciones y detectar laevolucin del nivel piezomtrico.


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Piezmetro cerrado de cuerdavibrante Estos instrumentos miden la presin de agua a la que

estn sometidos (nivel piezomtrico )Se la que estn

sometidos (nivel piezomtrico ) . Se instalan en el

interior de sondeos. Se pueden instalar varios en un

mismo sondeo dependiendo de los diferentes nivelesacuferos que se detecten.

El sensor es un transductor de cuerda vibrante y puede

ser capaz, juntamente con un datalogger de dar medidas

de presin de una manera automtica con una

periodicidad establecida.

Hasta 1000 m de profundidad

Se instalan en el interior de sondeos para controlar

rebajes del nivel fretico en el interior y exterior de

excavaciones y detectar la evolucin del nivel


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Perforacin:

Realizar con ayuda de una

maquina Long Yesar 38, un

barreno de 4 1/2 de dimetro.La profundidad del barreno

ser dos metros mayor a la

profundidad de instalacin

correspondiente

Preparacin de la celda porosa:

Con un tubo de PVC sanitario

de 3 se realiza con ayuda de

una segueta de diente fino tres

ranuras en el permetro

correspondiente al tubo de

PVC; estas ranuras con una

separacin igual a 2 cm y

tendrn una longitud total de

1.5 m, paralelamente en un

tubo de 1 de dimetro se

repite el mismo procedimiento

que consta en la realizacin deranuras


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Una vez colocados los mdulosde tubera, se coloca agravedad gravilla hastaalcanzar una profundidad de 2m, esto con la finalidad quesirva de filtro, posteriormente secolocaron capas de 50 cm dearenas graduadas einmediatamente despus se

coloc un tapn de bolitas debentonita de 50cm, este tapnse realiz por medio debentonita expansiva.

Construccin de registros: Finalmente como medida de

proteccin se construyenregistros de 0.30 m, por debajodel nivel del terreno natural, yde 0.3m x 0.3m en planta.


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FISUROMETRO


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FISUROMETRO

El fisurmetro permite la medida de la abertura de fisuras

o grietas en dos direcciones ortogonales contenidas en el

plano de la superficie plana en la que es produce la

grieta.


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CELULAS DE CARGA Se instalan en los revestimientos y proporcionan datos sobre la presin del terreno.

Se utiliza para determinar la carga actuante en los marcos de acero que forman parte delrevestimiento de un tnel. Est diseada para soportar condiciones adversas como puede ser lahumedad, la temperatura y las explosiones. Se registra a travs del tiempo la variacin de la cargaque estn soportando los marcos debidos a la redistribucin de los esfuerzos en la masa del

suelo, Provocados por la excavacin del tnel. La finalidad que persigue la medicin de estascargas establecidas en el diseo y de esta manera controlar la seguridad de la excavacin desdeel punto de vista de estabilidad de la misma.

CELDA DE PRESION


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CELDA DE PRESION


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Esta sonda es capaz de medir su desviacin

con respecto a la vertical, con lo que

podemos calcular el desplazamiento

horizontal entre ambos extremos de la sonda

El inclinmetro mide el cambio de inclinacin de


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El inclinmetro mide el cambio de inclinacin deun tubo que se coloca en una perforacin y deesta manera se calcula la distribucin de los

movimientos laterales, En esta forma se puededeterminar la profundidad de la superficie defalla y la direccin y magnitud de losdesplazamientos

INCLINMETROS VERTICALES EN EL


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INCLINMETROS VERTICALES EN ELTERRENO Para comprobar las deformaciones que sufre el terreno

en determinadas circunstancias, se prev la instalacin

de tubera inclinomtrica biaxial. El uso del inclinmetro,

se dirige principalmente hacia la medida de

desplazamientos laterales del suelo y masas rocosas.


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PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO Y TOMA DE MEDIDAS

El funcionamiento del inclinmetro, se basa en la medidade la deformacin que sufre la tubera inclinomtrica.

Para obtener la deformacin de la tubera se debeacumular los desplazamientos en cada profundidaddesde un punto fijo. Normalmente el punto fijo suele estaren su parte inferior.


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La unidad de lectura, permite el

almacenamiento de las medidas realizadas acada profundidad, as como del nombre deldispositivo y de la fecha de lectura.Posteriormente se procede al volcado de todala informacin en el ordenador mediante elsoftware adecuado.

La forma ms clara de expresar la desviacinlateral producida a lo largo de la tubera, esmediante la representacin en grficas, en lascuales se representan las profundidades enmetros en la vertical y las desviaciones de lavertical en mm en el eje horizontal.

INCLINMETRO CON MANGUITO


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INCLINMETRO CON MANGUITOTELESCPICO Para comprobar las deformaciones horizontales que sufre

el terreno en zonas donde se prevn asientos importantes,se propone la instalacin de tubera inclinomtricatelescpica biaxial. Las ventajas que nos proporciona estetipo de tubera respecto a la tubera inclinomtricaconvencional, es que su vida til es mayor, ya queabsorbe las grandes deformaciones verticales que se

pudieran producir en la tubera debidas a los asientosproducidos en el terreno.


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Vamos a establecer los lmites de comportamientoaceptables o umbrales, aplicando los criteriosrecomendados:

UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALDIDES CARRION

FACULTAD DE INGENIERIA


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ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE ING. CIVIL

JULIO

2014 TUNELES

EXTENSOMETRO DE CINTA DIGITAL

El extensmetro de cinta Digital,esta diseado para medir pequeoscambios de distancia entre lasparedes o techos opuestos de lasexcavaciones, tneles u operaciones

mineras. Puede tambin serutilizado para supervisar ladeformacin en estructuras, paraapoyar y para medir losmovimientos de cuestas inestables.La lectura se proporcionaelectrnicamente va un paneldelantero LCD, digital.Uso: principal incluye monitoreardeformaciones en Minera y enobras Civiles.




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JULIO

2014 TUNELES

Este equipo es usualmente instaladoen Perforaciones, y es utilizado paramedir deformaciones axiales(compresin y traccin) a lo largo deesta perforacin. Consisten en unas

varillas corredizas o alambrestensados, anclados en determinadospuntos del barreno. Sus usosprincipales incluyen monitoreardeformaciones en Minera y en obrasCiviles y para el monitoreo de

deformaciones de deslizamientos detierra activos o potencialmenteactivos, adems de ser un mtodo muyeficaz en el monitoreo de obrasduraderas.

EXTENSOMETRO DE VARILLA




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2014 TUNELES

TRANSDUCTODES DE PRESION

Los transductores de presin debencapturar el valor de la presin deforma continua y transmitir una seal

elctrica correspondiente a distancia.Los diferentes tipos de transductoresde presin utilizan diferentes formaspara medir la presin y convertirla enseal elctrica. stos son los mscomnmente clasificados de acuerdo

con el mtodo utilizado para medir lapresin y despus por el material de lacarcasa y la fuerza de la seal.




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2014 TUNELES

Registra los movimientos del nivelfretico con la evolucin del tiempoEl mtodo de instalacin delpiezmetro es el llamado "mtododel filtro de arena".

Se basa en realizar un sondeo,posicionar el elemento poroso a laprofundidad adecuada (1) y colocarun filtro de arena alrededor delinstrumento (2). Por encima delfiltro se realiza un sellado de

bentonita y finalmente la longitudrestante del sondeo se rellena deinyeccin cemento-bentonita (4) y seinstala una proteccin por la partede arriba del tuba para evitarentradas de agua (5).

PIEZMETRO DE CUERDA VIBRANTE




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2014 TUNELES

Un sensor piezoelctrico es undispositivo que utiliza el efectopiezolctrico para medir presin,aceleracin, tensin o fuerza;transformando las lecturas en seales

elctricas.Los materiales piezoelctricos soncristales naturales o sintticos que noposeen centro de simetra.El efecto de una compresin o de uncizallamiento consiste en disociarlos centros de gravedad de las cargas

positivas y de las cargas negativas.Aparecen de este mododipolos elementales en la masa y, porinfluencia, cargas de signo opuesto en lassuperficies enfrentadas.

TRANSDUCTORES PIEZOELECTRICOS


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Electronivel detecta el movimiento diferencial yla rotacin en las estructuras. Hay dos

versiones de los sensores disponibles:

horizontal para monitorear el asentamiento o

dislocacin y vertical para monitorear el

desplazamiento lateral y la convergencia.

Electronivel mide la rotacin de estructuras en

el plano vertical.

El sensor se instala normalmente en una barra,

las cuales estn disponibles en longitudes

desde 0.5 a 2.5 metros. Cuando las barrasestn montadas encima o dentro de una

estructura como una cadena concatenada,

podr obtenerse un perfil en tiempo real de la

cadena rpida y fcilmente.


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Las aplicaciones tpicas

incluyen: Edificios de piedra y ladrillo Asentamientos y dislocacin

ocasionados por actividadesde construccin adyacentes

Puentes y presas

Efectos de carga y depsitoa corto o largo plazo

Tuberas

Niveles diferenciales

Tneles

Rotacin vertical ydeformacin


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Nuevo tnel de Po XII:El nuevo tnel de Po XII forma parte del nuevo sistema de tneles que

desarrolla las conexiones este-oeste de Madrid por el norte de laciudad. El tramo central de dicho tnel deba atravesar una playa de 30

vas, manteniendo en todo momento el servicio de trenes, pasajeros, e

instalaciones. El cruce de las 18 vas electrificadas de ms trfico se

ejecut por el mtodo de cajones empujados, aplicado a gran escala.

La longitud de empuje total es de 150,80 m, con una seccin exterior

de los cajones de 15,20 x 7,90 m, pasando a 1,05 m bajo la cabeza de

carril de todas las vas. Se ejecutaron dos fosos de empuje, uno a

cada lado de la estacin. En el lado Este la falta de espacio obligaba a

la adopcin del mtodo revlver (construccin en paralelo). En el

lado Oeste se dise una gran estructura pilotada de reaccin, para

evitar movimientos en tneles y estructuras existentes, contiguas almuro de empuje.


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En cuanto a los electroniveles


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En cuanto a los electroniveles,

es importante anotar que el

seguimiento se haca

electrnicamente, teniendo en

cuenta que durante las

continuas labores de recalce y

renivelacin los datos

quedaban falseados. Esto

obliga a tener muy en cuenta

estos aspectos, sobre todo en

cuanto a que los movimientos

registrados deben entenderse

como relativos y no absolutos.

Con esta salvedad, los

electroniveles han permitido

asegurar que en ningn

momento del empuje seproducan movimientos

imprevistos importantes,

resultando en una gran

calidad de las alineaciones

alcanzadas.


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CLINOMETRO Sistema de convergencia Automatizado

Con el fin de observar el comportamiento del revestimientoprimario a lo largo del tnel excavado con escudo, en elmomento en que el tnel se encuentre en la zona deprticos o carros del escudo excavador, se instala unsistema a base de clinmetros que nos permitir medir las

deformaciones del revestimiento primario (anillo dedovelas) al interior del tnel, conforme el avance deexcavacin, el clinmetro es un micro-sensor elctrico-mecnico (MEMS) uniaxial de sistema direccionable(sensores encadenados o en serie) los cuales seconectarn a un Datalogger de un canal mediante el cual

se automatizar la medicin y se programar ycoleccionarn datos con una PC de campo compatible.

Colocacin de los sensores


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Colocacin de los sensoresde inclinacin:

Una vez ubicados los puntosdonde se colocaran losinstrumentos se procede a

realizar dos barrenos, estosorificios para las anclas deconcreto son de 2 .LaDistancia entre las 2 anclases de 2.75 (69.9mm).Inmediatamente en dichosbarrenos se coloca untaquete expansivo de dedimetro, despus seprocede a fijar la base de lossensores con la mayorprecaucin para lograr unabuena estabilidad, lo anteriorse realiza con ayuda de unatuerca hexagonal y unarondana en cada anclajehasta alcanzar la posicindeseada

Direccin:


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Direccin:

Con ayuda de un destornillador

especial se afloja el sensor de

inclinacin de su base,

inmediatamente despus seorienta el sensor en forma

horizontal, por ltimo se verifico

con un nivel de mano su

correcta orientacin, y se

procedi inmediatamente al

ajuste a la base.

Comunicacin:Despus de verificar la correcta orientacin

de los sensores de inclinacin se procede a

la colocacin de los cables de comunicacinentre los diferentes sensores formando as

un arreglo en serie que posteriormente es

comunicado al Datalogger, los cables de

seal son protegidos por un poliducto

flexible de y fijados al anillo por medio de

abrazaderas en su permetro.


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Verificacin del sistema:Una vez que se realiz la fijacin en la

dovela, el sistema de comunicacin es

guiado hacia un Datalogger que se

encuentra aproximadamente a 5 m delanillo que aloja el sistema de

convergencias, se procede a la verificacin

del funcionamiento de los sensores de

inclinacin mediante el software

correspondiente.

Programacin:Despus de verificar el correcto

funcionamiento del sistema se realiza la

programacin del mismo mediante elsoftware correspondiente, en el cual se

determina el rango de lecturas.

Figura 58. Programacin de sistema de

convergencia y divergencia.


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El sistema de convergencias automatizado: es una herramienta muy til para conocer la deformacin

de un anillo de dovelas, este sistema para el caso que se est analizando se coloc cuando el anillo de

dovelas sali del faldn del escudo y se retir cuando las lecturas se haban estabilizado, a continuacin

se presentan las grficas de deformacin del anillo completo y otra donde se puede aprecias el

desplazamiento por dovela:

El sistema de

convergencia, es

sin duda uno de

los instrumentos

mas fciles de

interpretar, eneste caso se

puede observar

que el anillo de

dovelas se

deforma en forma

de elipse, es decir

su dimetro

horizontal

incrementa y

tiende a formar

una elipse, en la

cual se observa

una estabilidad.


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